java 虚拟机栈占用内存 jvm 虚拟机栈里面有什么

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码海舵手 2024-08-06 08:49:17

文章标签 java 虚拟机栈占用内存 jvm java 栈 jdk 文章分类 Java 后端开发

文章目录

一.JDK整体体系架构
二.JVM虚拟机

栈帧
程序计数器

Minor GC
Full GC

方法区
本地方法栈

一.JDK整体体系架构

java 虚拟机栈占用内存 jvm 虚拟机栈里面有什么_jvm

在不同的系统中，java代码能够做到一次编写、到处运行，其原因就是因为不同系统的java虚拟机（JVM）能够解析各个地方编写java代码。

二.JVM虚拟机

java 虚拟机栈占用内存 jvm 虚拟机栈里面有什么_jvm_02

堆、方法区是共享区域，调优也是调这一部分。
栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有的，由JVM自动化管理。
PS：对象的存储：对象的实例存储在堆空间，对象的元数据存储在方法区（元空间），对象的引用存储在栈空间。

栈

全称为线程栈或者虚拟机栈，其特点是先进后出（FILO），主要存放程序在运行过程中产生的局部变量，不存放成员变量、对象。
栈内存大小，在其编译时就已经确定。

栈帧

java 虚拟机栈占用内存 jvm 虚拟机栈里面有什么_栈_03

main()方法首先启动，方法进栈（压栈），而后执行a()方法，也进行压栈。在a()执行完成后，该方法出栈，而后main()出栈。

一个栈内有多个栈帧，随方法调用而创建，随方法结束而死亡。一个方法，对应着一个栈帧。
局部变量表：是一组变量值的存放空间，用于存放方法参数、局部变量。
操作数栈：虚拟机将操作数栈作为运算工作区域，大多数指令需要在这里执行运算，然后把结果重新压回操作数栈。
动态链接：如果将一个.class文件进行javap -v反汇编，那么可以看到一个常量池

......
    
Constant pool:
   #1 = Methodref          #5.#25         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Class              #26            // Demo
   #3 = Methodref          #2.#25         // Demo."<init>":()V
   #4 = Methodref          #2.#27         // Demo.a:()I
   #5 = Class              #28            // java/lang/Object
   #6 = Utf8               <init>
   #7 = Utf8               ()V
   #8 = Utf8               Code
   #9 = Utf8               LineNumberTable
  #10 = Utf8               LocalVariableTable
       
......

java源文件被编译的字节码（.class）文件中，所有的变量和方法引用都作为符号引用存储在常量池中，以减少数据量；在调用方法时，就是通过常量池中指向的方法的符号引用来表示。而动态链接，就是将符号引用，转化为直接引用。

方法出口：在方法执行完毕后，返回之前调用它的地方。但出现异常，则不会返回地址。

程序计数器

每一个线程都会有一个独立的程序计数器，而其作用简单来说就是当前线程所执行的字节码的行号指示器；

比如

1）有这么一个程序如下

public class Demo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Demo demo = new Demo();
        demo.a();
    }


    public int a()
    {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = a + b;
        return c;
    }
}

2）javap命令可以将class文件分解、反编译，还可以查看java编译器生成的字节码等。

这时候使用javap -c demo.class进行编译，对代码进行反汇编；

每一句话都有对应的意义，可以通过JVM指令手册进行对照

Compiled from "Demo.java"
public class Demo {
  public Demo();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class Demo
       3: dup
       4: invokespecial #3                  // Method "<init>":()V
       7: astore_1
       8: aload_1
       9: invokevirtual #4                  // Method a:()I
      12: pop
      13: return

  public int a();
    Code:
       0: iconst_1
       1: istore_1
       2: iconst_2
       3: istore_2
       4: iload_1
       5: iload_2
       6: iadd
       7: istore_3
       8: iload_3
       9: ireturn
}

3）可以看到，每个方法中，语句都对应相应的行号，而程序计数器，可以存放当前所执行的地址（行号）

堆

java 虚拟机栈占用内存 jvm 虚拟机栈里面有什么_java 虚拟机栈占用内存_04

jdk1.8后，永生代已经被正式移除。
堆的内存分配，新生代 + 幸存者区约占1/3，老年代约2/3。而在1/3中，新生代又占了其中约4/5，幸存者区共占1/5。

Minor GC

在Eden中内存满了以后，JVM执行引擎会进行垃圾收集，对其进行清理。这时，一些变量已经没有作用（比如栈帧中的一些方法中new出来的局部变量已经出栈、被释放，那么堆中的对象没有了指针指向它，成为了游离的状态，成为了无效对象），此时就会被回收；而没有被回收的对象，就会存入Survivor区。
对象有一个对象头，其中有一个分带年龄，当从Eden挪到Survivor时，分带年龄就会+1。
在Survivor区中，也会进行minor gc，当一个区域进行minor gc后对象仍然存在，那么就会将其分带年龄+1，并且将对象移动到另一个区域中；两个Survivor交替minor gc、对象交替在二者中轮转。
当对象的分带年龄到达了15时，此对象就会被移动到老年代中。