1. 环境说明:jdk1.7
2. 运行时数据区概况
Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存分为若干个不同的区域,我们将这些区域统称为运行时数据区域,如下图所示。(深色表示线程共享内存区域,浅色表示线程私有内存区域)
2.1 程序计数器
native方法是指不使用Java代码实现,使用本地库实现的方法,例如dll动态链接库文件 详细信息可见 Java native方法),计数器值为空。这部分内存不会发生OutOfMemory error。
2.2 Java虚拟机栈
Java虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型,通常我们粗略地说Java内存被划分为堆和栈,尽管这样的说法不具有一定的正确性,但此处的栈指的是Java虚拟机栈。每个方法执行时会在栈上创建一个栈帧(stack frame),用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息,当方法执行结束时,栈帧从虚拟机栈上出栈。在这些信息中,局部变量表中存放着各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型(指向一条字节码指令的地址,用于返回),其中,long和double类型的数据占据2个局部变量空间(slot),其余数据占用一个slot。这些数据所占用的内存空间在编译期间确认并完成分配。当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时,将抛出StackOverflow error。当栈的内存空间不足时,将抛出OutOfMemory error。
2.3 本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈类似,只不过虚拟机栈描述Java方法执行的内存模型,为虚拟机执行Java方法提供服务,而本地方法栈为native方法执行提供服务(2.1中已提到native方法)。有的虚拟机例如hotspot,直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
2.4 Java堆
对象实例都在堆中分配内存。同时,Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,从分代收集的内存回收策略上讲,Java堆可以分为年轻代和老年代。年轻代又可以细分为Eden space、from survivor space和to survivor space。从内存分配的角度上讲,Java堆可能被划分为多个线程私有分配缓冲区(Thread Local Allocation Buffer, TLAB),这样有利于内存分配或者更加方便内存回收。
重要的一点是,Java堆可以处于物理上不连续的内存空间,只要逻辑上连续即可(类似于硬盘空间的使用)。在实现上,Java堆一般是可扩展的(通过参数-Xms:初始heap大小,-Xmx:最大heap大小进行实现),当内存不足时,将抛出OutOfMemory异常。
2.5 方法区
方法区也是线程共享的内存空间,用于存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量(static 说明见3.4)等,垃圾回收在这部分内存很少出现,但不意味着不对其进行垃圾回收,该部分内存垃圾回收相较于堆区更加困难,效果难以令人满意(主要针对类型的卸载和常量池的回收)。
2.5.1 运行时常量池
直接引用和符号引用见3.5)。跟用于存储类信息的Class文件中的常量池相比,运行时常量池具备动态性,在运行期间也可以将新的常量放入池中,例如String类的intern()方法(见3.3)。
3. 补充知识
3.2 this和super:static方法中不能使用this变量和super关键字,参考资料 Java中this和super的总结
3.3 String类的intern()方法:String s调用该方法时,如果运行时常量池中存在一个字符串常量equals(s),则返回该字符串常量;如果不存在这样的字符串常量,则将该字符串加入运行时常量池并且返回该字符串的指针。
3.4 static关键字:简单的说,如果一个变量或者方法是类的特性,与类的实例变量无关,我们将其声明为static。这样在需要用到它们时不需要创建一个类的实例也能使用。参考资料 Java中static作用及用法详解
3.5 直接引用和符号引用:参考资料 JVM中的直接引用和符号引用