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堆、栈、方法区、直接内存、堆和栈区别

时间:2019-07-27 20:14:21来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:86次「手机版」
 

堆和栈的区别

JVM的体系结构

(1) Class Loader类加载器

  负责加载 .class文件,class文件在文件开头有特定的文件标示,并且ClassLoader负责class文件的加载等,至于它是否可以运行,则由execution Engine决定。

① 定位和导入二进制class文件

② 验证导入类的正确性

③ 为类分配初始化内存

④ 帮助解析符号引用.

(2) Native Interface本地接口:

 本地接口的作用是融合不同的编程语言为java所用,它的初衷是融合C/C++程序,Java诞生的时候C/C++横行的时候,要想立足,必须有调用C/C++程序,于是就在内存中专门开辟了一块区域处理标记为native的代码,它的具体作法是Native Method Stack中登记native方法,在Execution Engine执行时加载native libraies。

 目前该方法使用的越来越少了,除非是与硬件有关的应用,比如通过Java程序驱动打印机,或者Java系统管理生产设备,在企业级应用中已经比较少见。

 因为现在的异构领域间的通信很发达,比如可以使用socket通信,也可以使用Web Service等。

(3) Execution Engine 执行引擎:执行包在装载类的方法中的指令,也就是方法。

(4) runtime data area 运行数据区:

 虚拟机内存或者Jvm内存,冲整个计算机内存中开辟一块内存存储Jvm需要用到的对象,变量等,运行区数据有分很多小区,分别为:方法区,虚拟机栈,本地方法栈,堆,程序计数器。

4.JVM数据运行区详解(栈管运行,堆管存储):

说明:JVM调优主要就是优化 Heap堆 和 Method Area 方法区。

(1) Native Method Stack本地方法栈

它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法,在Execution Engine执行时加载native libraies。

(2) PC Register程序计数器

每个线程都有一个程序计算器,就是一个指针,指向方法区中的方法字节码(下一个将要执行的指令代码),由执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的内存空间,几乎可以忽略不记。

(3) Method Area方法区

方法区是被所有线程共享,所有字段和方法字节码,以及一些特殊方法如构造函数,接口代码也在此定义。简单说,所有定义的方法的信息都保存在该区域,此区域属于共享区间。

 静态变量+常量+类信息+运行时常量池存在方法区中,实例变量存在堆内存中。

(4) Stack 栈

   ① 栈是什么

栈也叫栈内存,主管Java程序的运行,是在线程创建时创建,它的生命期是跟随线程的生命期,线程结束栈内存也就释放,对于栈来说不存在垃圾回收问题,只要线程一结束该栈就Over,生命周期和线程一致,是线程私有的。

        基本类型的变量和对象的引用变量都是在函数的栈内存中分配。

   ② 栈存储什么?

栈帧中主要保存3类数据:

        本地变量(local Variables):输入参数和输出参数以及方法内的变量;

        栈操作(Operand Stack):记录出栈、入栈的操作;

        栈帧数据(Frame Data):包括类文件、方法等等。

   ③ 栈运行原理

栈中的数据都是以栈帧(Stack Frame)的格式存在,栈帧是一个内存区块,是一个数据集,是一个有关方法和运行期数据的数据集,当一个方法A被调用时就产生了一个栈帧F1,并被压入到栈中,A方法又调用了B方法,于是产生栈帧F2也被压入栈,B方法又调用了C方法,于是产生栈帧F3也被压入栈…… 依次执行完毕后,先弹出后进......F3栈帧,再弹出F2栈帧,再弹出F1栈帧。

遵循“先进后出”/“后进先出”原则。

(5) Heap 堆

堆这块区域是JVM中最大的,应用的对象和数据都是存在这个区域,这块区域也是线程共享的,也是 gc 主要的回收区,一个 JVM 实例只存在一个堆类存,堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后,需要把类、方法、常变量放到堆内存中,以方便执行器执行,堆内存分为三部分:

      ① 新生区

  新生区是类的诞生、成长、消亡的区域,一个类在这里产生,应用,最后被垃圾回收器收集,结束生命。新生区又分为两部分:伊甸区(Eden space)和幸存者区(Survivor pace),所有的类都是在伊甸区被new出来的。幸存区有两个:0区(Survivor 0 space)和1区(Survivor 1 space)。当伊甸园的空间用完时,程序又需要创建对象,JVM的垃圾回收器将对伊甸园进行垃圾回收(Minor GC),将伊甸园中的剩余对象移动到幸存0区。若幸存0区也满了,再对该区进行垃圾回收,然后移动到1区。那如果1去也满了呢?再移动到养老区。若养老区也满了,那么这个时候将产生Major GC(FullGCC),进行养老区的内存清理。若养老区执行Full GC 之后发现依然无法进行对象的保存,就会产生OOM异常“outofmemoryERROR”。

如果出现java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常,说明java虚拟机的堆内存不够。原因有二:

  a.Java虚拟机的堆内存设置不够,可以通过参数-Xms、-Xmx来调整。

   b.代码中创建了大量大对象,并且长时间不能被垃圾收集器收集(存在被引用)。

② 养老区

养老区用于保存从新生区筛选出来的 JAVA 对象,一般池对象都在这个区域活跃。

③ 永久区

永久存储区是一个常驻内存区域,用于存放JDK自身所携带的 Class,Interface 的元数据,也就是说它存储的是运行环境必须的类信息,被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收器回收掉的,关闭 JVM 才会释放此区域所占用的内存。

   如果出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,说明是Java虚拟机对永久代Perm内存设置不够。原因有二:

   a. 程序启动需要加载大量的第三方jar包。例如:在一个Tomcat下部署了太多的应用。

b. 大量动态反射生成的类不断被加载,最终导致Perm区被占满。

   说明:

Jdk1.6及之前:常量池分配在永久代 。

jdk1.7:有,但已经逐步“去永久代” 。

jdk1.8及之后:无(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,这种错误将不会出现在JDK1.8中)。

说明:方法区和堆内存的异议:

实际而言,方法区和堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储虚拟机加载的:类信息+普通常量+静态常量+编译器编译后的代码等等,虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分,但它却还有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的就是要和堆分开。

   对于HotSpot虚拟机,很多开发者习惯将方法区称之为“永久代(Parmanent Gen)”,但严格本质上说两者不同,或者说使用永久代来实现方法区而已,永久代是方法区的一个实现,jdk1.7的版本中,已经将原本放在永久代的字符串常量池移走。

   常量池(constant Pool)是方法区的一部分,Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息就是常量池,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。

5.堆内存调优简介

博客地址:https://blog.csdn.net/luomingkui1109/article/details/72820232

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