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JVM内存区域划分

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学习Java不可避免的要学习Java虚拟机,也就是JVM,Java虚拟机规范里面规定了程序运行期间会使用到的运行时数据区,这也是JVM的内存区域划分的模型,应该可以这么理解吧。

这其中有一些是随着虚拟机的启动和退出而创建和销毁的,这些区域是线程共享的,另外有一些是跟各个线程绑定的,随着线程的开始和结束而创建和销毁,我们可以称这些区域是线程私有的。

根据《Java虚拟机规范Java SE 7版》和《Java虚拟机规范Java SE 8版》的规定,我们可以划分出如下几个运行时数据区,如下图所示:

图片描述

Java堆
在Java虚拟机中,堆是可供各个线程共享的运行时内存区域,也是供所有类实例和数组对象分配内存的区域。这块区域随着虚拟机的启动而创建,它的唯一使命就是存放对象实例,这块区域也是GC主要关注的地方。

下面的就是我的笔记本上的JVM堆的划分情况,可以看到分为新生代、老年代和永久代,新生代里面有可以分为Eden Space、From Survivor Space和To Survivor Space。

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 17301504 (16.5MB)
   used     = 2483088 (2.3680572509765625MB)
   free     = 14818416 (14.131942749023438MB)
   14.351862127130682% used
From Space:
   capacity = 2621440 (2.5MB)
   used     = 2615312 (2.4941558837890625MB)
   free     = 6128 (0.0058441162109375MB)
   99.7662353515625% used
To Space:
   capacity = 6291456 (6.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 6291456 (6.0MB)
   0.0% used
PS Old Generation
   capacity = 44564480 (42.5MB)
   used     = 13316368 (12.699478149414062MB)
   free     = 31248112 (29.800521850585938MB)
   29.88112505744485% used
PS Perm Generation
   capacity = 22020096 (21.0MB)
   used     = 14907008 (14.2164306640625MB)
   free     = 7113088 (6.7835693359375MB)
   67.6972888764881% used

根据虚拟机规范的规定,Java堆可以是固定的大小也可以是按照需求动态扩展的,而且不需要保证是连续的。

存放内容:所有的对象实例和数组。

方法区
方法区是一个线程共享的区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量。方法区是堆的逻辑组成部分,Hotspot用永久代实现了方法区。
方法区还包含运行时常量池,用于存放编译时生成的各种字面量和符号引用,但是不要求常量一定是在编译时期产生的,运行期间也可以将新的常量放入池中,比如String的intern()方法便是利用了这一特性。

存放内容:类的结构信息,如类的字段、方法、接口、构造函数,还有运行时常量池等。

程序计数寄存器
这块区域是每个线程独立拥有的,也就是线程私有的,我们可以把它看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

这块区域时虚拟机规范里面唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

存放内容:如果线程执行的是一个Java方法,那么寄存器里面记录的就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址,如果线程执行的是一个native方法,那么寄存器记录的值为undefined。

虚拟机栈
虚拟机栈也是线程私有的内存区域。每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息,每一个方法从调用到执行完成就是一个栈帧入栈和出栈的过程。

局部变量表存放了编译时期可知的各种基本数据类型、对象引用和指向了一条字节码指令的地址。

存放内容:局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。

本地方法栈
和虚拟机栈类似,存储Native方法的相关信息。
存放内容:局部变量表、操作数栈、方法出口等信息。

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