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  • JVM-概述和内存区域

    JVM的优势

    Java的跨平台性

    一次编译,到处运行

    JVM跨语言

    举个例子

    将groovy编译之后的class文件用jvm运行

    1. 先配置好groovy环境

    2. 新建HelloWorld.groovy

      class HelloWorld {
         static main(args) {
            println "hello groovy...";
         }
      }
      
    3. 将其编译成class文件

      groovyc HelloWorld.groovy
      

    4. 用java命令运行groovy编译出来的HelloWorld.class文件
      (注:全局搜索groovy-all-xxxx.jar的jar包,将其路径作为classpath后的参数)

      java -classpath "E:codingEnvironmentIntelliJ IDEA 2019.1.3libgroovy-all-2.4.15.jar;." HelloWorld
      

    JVM整体结构

    HotSpot VM

    1. 方法区和堆区是所有线程共享的内存区域;

    2. Java栈又叫做jvm虚拟机栈。

    3. 执行引擎等同于翻译class文件的语言翻译器。

    4. 方法区(永久代)在jdk8中又叫做元空间

      Metaspace

      • 方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器(JIT编译器,英文写作Just-In-Time Compiler)编译后的代码等数据。
      • 虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来。

    运行时数据区

    概述
    堆内存:保存所有引用数据的真实信息;
    栈内存:基本类型、运算、指向堆内存的指针;
    方法区:所以定义的方法的信息都保存方法区中,属于共享区;
    程序计数器:是一个非常小的内存空间,用来保证程序依次执行;
    本地方法栈:每一次执行递归方法的时候,都会将上一个方法入栈;

    方法区(Method Area)

    1. 什么是方法区(Method Area)?

    方法区(Method Area)与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域。

    2.方法区(Method Area)存储什么?

    它存储已被Java虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等

    域信息(成员变量)和方法信息可以看成在类型信息内

    2.1 类信息

    对每个加载的类型(类class、接口interface、枚举enum、注解annotation),JVM必须在方法区中存储以下类型信息:

    • 这个类型的完整有效名称(全名=包名.类名)
    • 这个类型直接父类的完整有效名称( java.lang.Object除外,其他类型若没有声明父类,默认父类是Object)
    • 这个类型的修饰符(public、abstract、final的某个子集)
    • 这个类型直接接口的一个有序列表
      除此之外还方法区(Method Area)存储类信息还有
    • 类型的常量池( constant pool)
    • 域(Field)信息
    • 方法(Method)信息
    • 除了常量外的所有静态(static)变量

    方法区(Method Area)存储类信息请参考:参考博客

    2.2 常量
    • static final修饰的成员变量都存储于 方法区(Method Area)中
    2.3 静态变量
    • 静态变量又称为类变量,类中被static修饰的成员变量都是静态变量(类变量)
    • 静态变量之所以又称为类变量,是因为静态变量和类关联在一起,随着类的加载而存在于方法区(而不是堆中)
    • 八种基本数据类型(byte、short、int、long、float、double、char、boolean)的静态变量会在方法区开辟空间,并将对应的值存储在方法方法区,对于引用类型的静态变量如果未用new关键字为引用类型的静态变量分配对象(如:static Object obj;)那么对象的引用obj会存储在方法区中,并为其指定默认值null;若,对于引用类型的静态变量如果用new关键字为引用类型的静态变量分配对象(如:static Person person = new Person();),那么对象的引用person 会存储在方法区中,并且该对象在堆中的地址也会存储在方法区中(注意此时静态变量只存储了对象的堆地址,而对象本身仍在堆内存中);这个过程还涉及到静态变量初始化问题,可以参考博客:静态变量初始化相关
    2.4 方法(Method)
    • 程序运行时会加载类编译生成的字节码,这个过程中静态变量(类变量)和静态方法普通方法对应的字节码加载到方法区。
    • 但是!!!方法区中没有实例变量,这是因为,类加载先于对应类对象的产生,而实例变量是和对象关联在一起的,没有对象就不存在实例变量,类加载时没有对象,所以方法区中没有实例变量
    • 静态变量(类变量)和静态方法普通方法在方法区(Method Area)存储方式是有区别的

    栈(Stack)

    栈(Stack):线程私有的内存区域

    • 每个方法(Method)执行时,都会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息等
    • 栈中所存储的变量和引用都是局部的(即:定义在方法体中的变量或者引用),局部变量和引用都在栈中(包括final的局部变量)
    • 八种基本数据类型(byte、short、int、long、float、double、char、boolean)的局部变量(定义在方法体中的基本数据类型的变量)在栈中存储的是它们对应的值
    • 栈中还存储局部的对象的引用(定义在方法体中的引用类型的变量)对象的引用并不是对象本身,而是对象在堆中的地址,换句话说,局部的对象的引用所指对象在堆中的地址在存储在了栈中。当然,如果对象的引用没有指向具体的对象,对象的引用则是null

    Java堆(Java Heap)

    Java堆(Java Heap) :被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。Java堆(Java Heap)唯一目的就是存放对象实例。所有的对象实例及数组都要在Java堆(Java Heap)上分配内存空间。

    • 关键字new产生的所有对象都存储于Java堆(Java Heap)
    • !!! 实例变量(非static修饰的成员变量)和对象关联在一起,所以实例变量也在堆中
    • java数组也在堆中开辟内存空间

    栈、堆和方法区的关系

    Java代码大致执行流程

    java源程序--编译javac-->字节码文件.class-->类装载子系统生成反射类(存入方法区)--->运行时数据区(五大块儿)--->执行引擎-->解释执行+编译执行(JIT)-->操作系统(Win,Linux,Mac JVM)

    作用

    将高级语言转化为机器能听得懂的机器指令

    Hotspot中方法区的变动

    关于方法区的结构,在过去的版本jdk1.6/1.7/1.8当中均有变动,故在此提前声明:

    • jdk1.6及之前:有永久代(permanent generation) ,静态变量、字符串常量池存放在 永久代上。
    • jdk1.7:有永久代,但已经逐步“去永久代”,字符串常量池、静态变量移除,保存在堆中。注意:
    • jdk1.8及之后: 无永久代,类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间,但字符串常量池、静态变量仍留在堆空间.

    JDK6

    img

    JDK7

    img

    注意:

    jdk1.8及之后: 无永久代,类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间。

    但字符串常量池、静态变量仍留在堆空间。

    除此之外,元空间(或称方法区),不再使用虚拟机内存,而是使用本地内存。

    JDK8

    img

    参考资料

    JVM_01 简介 - 傲娇的大王 - 博客园

    (3条消息)JVM学习笔记(三)------内存管理和垃圾回收_走向架构师之路-CSDN博客

    (3条消息)Java虚拟机(JVM)面试题(2020最新版)_ThinkWon的博客-CSDN博客

    (4条消息)Java方法区、栈及堆_蜗牛-CSDN博客

    Jvm垃圾回收器(终结篇) - 不二尘 - 博客园

    24个Jvm面试题总结及答案_ITPUB博客

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/linzworld/p/13701191.html
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