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虚拟机内存管理机制
第十三双眼睛2019-05-21【Java虚拟机】人已围观
简介主要介绍java虚拟机内部原理
简述
从事C/C++的开发人员，对于动态内存来说，他们即负责内存的开辟，在使用完毕之后，也负责内存的释放。但是可能由于程序员的疏忽，会导致在程序运行过程中，某快内存已经使用完毕了，但是一致没有释放，这样，程序在开辟内存的时候，可以使用的内存就会越来越少，这样，就可能导致内存的占用率越来越高，最后，导致死机。
对于JAVA程序员来说，程序员完全不用管内存的开辟与回收这件事，因为java虚拟机会处理这件事。
java虚拟机在运行过程中，会把操作系统分配给它的内存划为以下几个不同的部分：
1程序计数器PC
2java虚拟机栈
3本地方法栈
4堆
5方法区
这些不同的部分都有各自的用途，以及他们创建销毁的时机也是不同的，其中程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈是每个线程都私有的，他们随着线程对象的创建而创建，线程对象的销毁而销毁，方法区和堆是虚拟机启动时进行创建的，虚拟机关闭的时候销毁，他们在线程之间共享。
程序计数器
程序计数器也叫PC,是一块较小的空间，主要存放下一条要执行的指令的地址。程序的执行流程就是通过改变程序计数器里的值来实现的，比如顺序，选择，循环。如果程序正在执行的是一个JAVA方法，那么程序计数器里的值是下一条指令的地址，如果执行的是本地方法，则程序计数器里的值是空（undefined）
java虚拟机栈
java虚拟机栈也是线程私有的，它描述的是java方法执行时的内存模型：每个方法在开始执行的时候，都会创建一个栈帧，然后将栈帧压入属于当前线程的栈中，栈帧用于存放方法运行时的局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口。方法执行完成后，此栈帧出栈。每一个方法从开始调用到最后退出，都伴随着一个栈帧在所属栈空间的入栈，出栈过程。
局部变量表存放了方法内部的局部变量，包括基本来行和引用类型，其中，基本变量里存放的是值，而引用变量里存放的是对象的地址，也就是堆空间中的一个内存单元地址，这个地址可能是对象的直接地址，也可能是代表对象的一个句柄的地址。其中64位长度的long和double会占用两个局部变量空间，其余的数据类型只占用一个。
在虚拟机规范中，只规定了两种异常情况，如果线程执行过程中的栈深度大于虚拟机允许的栈深度，将抛出StackOverFlow异常，如果虚拟机可以动态扩展，但是无法申请到足够的内存时，就会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈
本地方法栈于虚拟机方法栈发挥的作用是相似的，只不过是本地方法栈式为本地方法服务。也会抛出StackOverFlow异常和OutOfMemory异常
Java堆
大多数应用来说，java堆是java虚拟机管理的内存中最大的一块，它是被所有线程共享的，在虚拟机启动的时候进行创建，所有的对象几乎都在此区域存放，此区域也是垃圾收集器主要光临的区域，由于现在内存回收主要采用分代回收算法来实现，因此，此区域还可以分为新生代和老年代，新生代还可以划分为eden,from survivor to survivor,在内存分配的角度来看，线程共享java堆中，可能划分出线程私有的分配缓冲区。
方法区
方法区与java堆一样，都是线程共享的，用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即使编译器编译后的代码等数据，在hotspt这款虚拟机中，也把它纳入垃圾收集器的管理中，叫做永久代。
运行时常量池
运行时常量池时方法区的一部分，class文件中除了有类的版本字段，方法，接口等描述信息外，还有一项时常量池，用于存放在编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容在类加载后，进入方法区的运行时常量池中存放。java虚拟机堆类的每一个部分都有严格的规定，每一个字节用于存放哪种数据必须符合规范才会被虚拟机认可，装载，和执行，但是对于运行时常量池没有做严格的细节要求。
运行时常量池相对于class常量池的另外一个特征就是具备动态性，java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，即，不是编译时的常量才能进入运行时常量池，而是运行期间也可以将新的常量放入常量池。
既然运行时常量池也是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时，会抛出OutOfMemory异常。
直接内存
直接内存不是java虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中定义的内存区域，但是jdk1.4中，引入了一种新的流对象，它是一种基于通道和缓冲区的方式，可以使用本地函数库的函数直接分配堆外内存，然后用一个在堆中的对象进行操作，这样能避免在本地堆和java堆中来回复制数据。
直接内存不会收到java内存的限制，但是会收到物理机内存的限制，所以，也可能抛出OutOfMemory异常。
对象的创建
从事C/C++的开发人员，对于动态内存来说，他们即负责内存的开辟，在使用完毕之后，也负责内存的释放。但是可能由于程序员的疏忽，会导致在程序运行过程中，某快内存已经使用完毕了，但是一致没有释放，这样，程序在开辟内存的时候，可以使用的内存就会越来越少，这样，就可能导致内存的占用率越来越高，最后，导致死机。
对于JAVA程序员来说，程序员完全不用管内存的开辟与回收这件事，因为java虚拟机会处理这件事。
java虚拟机在运行过程中，会把操作系统分配给它的内存划为以下几个不同的部分：
1程序计数器PC
2java虚拟机栈
3本地方法栈
4堆
5方法区
这些不同的部分都有各自的用途，以及他们创建销毁的时机也是不同的，其中程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈是每个线程都私有的，他们随着线程对象的创建而创建，线程对象的销毁而销毁，方法区和堆是虚拟机启动时进行创建的，虚拟机关闭的时候销毁，他们在线程之间共享。
程序计数器
程序计数器也叫PC,是一块较小的空间，主要存放下一条要执行的指令的地址。程序的执行流程就是通过改变程序计数器里的值来实现的，比如顺序，选择，循环。如果程序正在执行的是一个JAVA方法，那么程序计数器里的值是下一条指令的地址，如果执行的是本地方法，则程序计数器里的值是空（undefined）
java虚拟机栈
java虚拟机栈也是线程私有的，它描述的是java方法执行时的内存模型：每个方法在开始执行的时候，都会创建一个栈帧，然后将栈帧压入属于当前线程的栈中，栈帧用于存放方法运行时的局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口。方法执行完成后，此栈帧出栈。每一个方法从开始调用到最后退出，都伴随着一个栈帧在所属栈空间的入栈，出栈过程。
局部变量表存放了方法内部的局部变量，包括基本来行和引用类型，其中，基本变量里存放的是值，而引用变量里存放的是对象的地址，也就是堆空间中的一个内存单元地址，这个地址可能是对象的直接地址，也可能是代表对象的一个句柄的地址。其中64位长度的long和double会占用两个局部变量空间，其余的数据类型只占用一个。
在虚拟机规范中，只规定了两种异常情况，如果线程执行过程中的栈深度大于虚拟机允许的栈深度，将抛出StackOverFlow异常，如果虚拟机可以动态扩展，但是无法申请到足够的内存时，就会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈
本地方法栈于虚拟机方法栈发挥的作用是相似的，只不过是本地方法栈式为本地方法服务。也会抛出StackOverFlow异常和OutOfMemory异常
Java堆
大多数应用来说，java堆是java虚拟机管理的内存中最大的一块，它是被所有线程共享的，在虚拟机启动的时候进行创建，所有的对象几乎都在此区域存放，此区域也是垃圾收集器主要光临的区域，由于现在内存回收主要采用分代回收算法来实现，因此，此区域还可以分为新生代和老年代，新生代还可以划分为eden,from survivor to survivor,在内存分配的角度来看，线程共享java堆中，可能划分出线程私有的分配缓冲区。
方法区
方法区与java堆一样，都是线程共享的，用于存储已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即使编译器编译后的代码等数据，在hotspt这款虚拟机中，也把它纳入垃圾收集器的管理中，叫做永久代。
运行时常量池
运行时常量池时方法区的一部分，class文件中除了有类的版本字段，方法，接口等描述信息外，还有一项时常量池，用于存放在编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容在类加载后，进入方法区的运行时常量池中存放。java虚拟机堆类的每一个部分都有严格的规定，每一个字节用于存放哪种数据必须符合规范才会被虚拟机认可，装载，和执行，但是对于运行时常量池没有做严格的细节要求。
运行时常量池相对于class常量池的另外一个特征就是具备动态性，java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，即，不是编译时的常量才能进入运行时常量池，而是运行期间也可以将新的常量放入常量池。
既然运行时常量池也是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时，会抛出OutOfMemory异常。
直接内存
直接内存不是java虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中定义的内存区域，但是jdk1.4中，引入了一种新的流对象，它是一种基于通道和缓冲区的方式，可以使用本地函数库的函数直接分配堆外内存，然后用一个在堆中的对象进行操作，这样能避免在本地堆和java堆中来回复制数据。
直接内存不会收到java内存的限制，但是会收到物理机内存的限制，所以，也可能抛出OutOfMemory异常。
对象的创建
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