JVM-内存分区

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JVM内存分区

内存分区和内存模型是两个概念

操作系统内存分区

  • 栈（Stack）
  • 堆（Heap）
  • 未初始化数据段（BSS）
  • 数据段（Data Segment）
  • 文本段（Literal Segment）
  • 代码段（Code Segment）

JVM内存分区

  • 程序计数器（PC）
  • 虚拟机栈（JVM Stack）
  • 本地方法栈（Native Method Stack）
  • 堆（Heap）
  • 方法区（Method Area）

橙色虚线包裹的就是线程共享的，被红色实现包裹的是线程隔离的

程序计数器

在硬件层面，程序计数器是寄存器，是用来存储指令地址给处理器执行，

在JVM中，它的作用就是用来存储字节码指令的地址，提供给执行引擎去执行

这里我们从侧面去查看该特新

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public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

然后先编译javac Demo.java反编译javap -l -c Demo.class

得到以下字节码

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Compiled from "Demo.java"
public class com.lizhi.Demo {
  public com.lizhi.Demo();
    descriptor: ()V
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return
    LineNumberTable:
      line 3: 0

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    Code:
   	 	// 这里的数字就是字节码指令的偏移量
       0: iconst_0
       1: istore_1
       2: iload_1
       3: bipush        10
       5: if_icmpge     21
       8: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      11: iload_1
      12: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      15: iinc          1, 1
      18: goto          2
      21: return
      // 这里可以解释断点的原理，将源码行数和字节码行数进行映射
    LineNumberTable:
      line 5: 0
      line 6: 8
      line 5: 15
      line 8: 21
}

虚拟机栈

也叫java方法栈，java方法的调用对应着栈帧的入栈与出栈。

3个重点：

  1. 栈帧
  2. 栈帧出现时机
  3. 栈帧的构成

栈帧

栈帧主要有四部分组成：局部变量表、操作数栈、动态连接、返回地址

  • 局部变量表
  1. 主要存储方法的参数、定义在方法内的局部变量，包括基本数据类型（8大）对象的引用地址，返回值地址。
  2. 局部变量表中存储的基本单元为变量槽（Slot），32位（4字节）以内的数据类型占一个slot，64位（long，double）的占两个slot。
  3. 局部变量表是一个数字数组，byte、short、char都会被转化为int,boolean类型也会被转化为int，O代表false、非0代表true。局部变量表的大小是在编译期间决定下来的，所以在运行时它的大小是不会变的。
  4. 局部变量表中含有直接或者间接指向的引用类型变量时，不会被垃圾回收处理。
  • 操作数栈

就是用来存储操作数的栈，这里的操作数大部分就是方法内的变量

作用：

  1. 存储操作数
  2. 操作数栈可以方便指令顺序读取操作数
指令 含义
iload int型变量入栈
istore 栈顶数值存入局部变量
iadd 弹出栈顶两个操作数，并将求和的int值压入栈中
  • 动态连接

java中的多态就是通过动态连接实现的

每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用都是为了支持方法调用过程中的动态连接

连接是将部分符号引用替换为直接引用，对于有些方法，JVM并不能判断它们的具体实现，只有在真正运行的时候，才可以根据实际类型进行连接，这就是动态连接

本地方法栈

本地方法是由非java语言实现的函数，一般是一些和操作系统底层相关的函数

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