一:栈
Java栈的区域很小,只有1M,特点是存取速度很快,所以在stack中存放的都是快速执行的任务,基本数据类型的数据,和对象的引用(reference)。
栈指针若向下移,会创建新的内存;若向上移,则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式,仅次于寄存器。
Java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”以及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码,以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性,所以尽管有些Java数据要保存在栈里——特别是对象句柄,但Java对象并不放到其中。
JVM只会直接对JavaStack(Java栈)执行两种操作:
①以帧为单位的压栈或出栈;
②通过-Xss来设置, 若不够会抛出StackOverflowError异常。
1.每个线程包含一个栈区,栈中只保存基本数据类型的数据和自定义对象的引用(不是对象),对象都存放在堆区中
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问。
3.栈分为3个部分:基本数据类型的变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。
栈是存放线程调用方法时存储局部变量表,操作,方法出口等与方法执行相关的信息,Java栈所占内存的大小由Xss来调节,方法调用层次太多会撑爆这个区域。
二:堆
类的对象放在heap(堆)中,所有的类对象都是通过new方法创建,创建后,在stack(栈)会创建类对象的引用(内存地址)。
“内存堆”或“堆”最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间,也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此,用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时,只需用new命令编辑相应的代码即可。执行这些代码时,会在堆里自动进行数据的保存。当然,为达到这种灵活性,必然会付出一定的代价:在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间。
JVM将所有对象的实例(即用new创建的对象)(对应于对象的引用(引用就是内存地址))的内存都分配在堆上,堆所占内存的大小由-Xmx指令和-Xms指令来调节
三:程序计数器(ProgramCounter)寄存器
PC寄存器( PC register ):每个线程启动的时候,都会创建一个PC(Program Counter,程序计数器)寄存器。PC寄存器里保存有当前正在执行的JVM指令的地址。 每一个线程都有它自己的PC寄存器,也是该线程启动时创建的。保存下一条将要执行的指令地址的寄存器是 :PC寄存器。PC寄存器的内容总是指向下一条将被执行指令的地址,这里的地址可以是一个本地指针,也可以是在方法区中相对应于该方法起始指令的偏移量。
四:本地方法栈:保存native方法进入区域的地址。
五:方法区
method(方法区)又叫静态区,存放所有的:
①:类(class)
②: 静态变量(static变量)
③:静态方法
④:常量
⑤:成员方法
1.又叫静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。
2.方法区中存放的都是在整个程序中永远唯一的元素。这也是方法区被所有的线程共享的原因。
静态变量和常量的区别: 静态变量本质是变量,是整个类所有对象共享的一个变量,其值一旦改变对这个类的所有对象都有影响;常量一旦赋值后不能修改其引用,其中基本数据类型的常量不能修改其值。
方法区的大小由-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来调节,类太多有可能撑爆永久代。静态变量或常量也有可能撑爆方法区。
运行时常量池:
运行时常量池是方法区的一部分。CLass文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
运行时常量池相对于CLass文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是并非预置入CLass文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可能将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法。
常量池的好处
常量池是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能,其实现了对象的共享。例如字符串常量池,在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个常量池中。
(1)节省内存空间:常量池中所有相同的字符串常量被合并,只占用一个空间。
(2)节省运行时间:比较字符串时,==比equals()快。对于两个引用变量,只用==判断引用是否相等,也就可以判断实际值是否相等
什么是常量
用final修饰的成员变量表示常量,值一旦给定就无法改变!
final修饰的变量有三种:静态变量、实例变量和局部变量,分别表示三种类型的常量。
Java中的常量池,实际上分为两种形态:静态常量池和运行时常量池
1:所谓静态常量池,即*.class文件中的常量池,class文件中的常量池不仅仅包含字符串(数字)字面量,还包含类、方法的信息,占用class文件绝大部分空间。
2:而运行时常量池,则是jvm虚拟机在完成类装载操作后,将class文件中的常量池载入到内存中,并保存在方法区中,我们常说的常量池,就是指方法区中的运行时常量池。
常量池(constant_pool)指的是在编译期被确定,并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。它包括了关于类、方法、接口等中的常量,也包括字符串常量和符号引用。
常量池主要用于存放两大类常量:
字面量(Literal)和符号引用量(SymbolicReferences)
字面量相当于Java语言层面常量的概念,如文本字符串,声明为final的常量值等
符号引用则属于编译原理方面的概念,
包括了如下三种类型的常量:
类和接口的全限定名;
字段名称和描述符;
方法名称和描述符
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虚拟机栈的内部结构:
虚拟机栈在运行时使用一种叫作 栈帧的数据结构保存上下文数据,栈帧由三部分组成:
局部变量(Local Variables):被定义为一个从0开始的数字数组,byte, short, char,boolean 在存储前被换为int,0表示 false ,非 0 表示true,long和double 则占据两个字长,局部变量区是通过数组下标访问的。
操作数栈(Operand Stack):也被组织为一个数字数组,但不同于局部变量区,它不是通过数组下标访问的而是通过栈的 Push 和Pop 操作,前一个操作Push 进的数据可以被下一个操作 Pop 出来使用。
帧数据区(Frame Data):作用主要有三点:
1:解析常量池里面的数据
2:方法执行完后处理方法返回,恢复调用方现场;
3:方法执行过程中 抛出异常时的异常处理,存储在一个异常表,当出现异常时虚拟机查找相应的异常表看是否有对应的Catch 语句,如果没有就抛出异常终止这个方法调用。