Java内存区域-读书笔记《深刻理解java虚拟机》

运行时数据区域

程序计数器

• 能够看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器
• 线程私有，每条线程都有独立的程序计数器
• 惟一没有OOM状况区域（java虚拟机规范）

java虚拟机栈

• 线程私有
• 描述的是Java方法执行的内存模型
  • 每一个方法执行时建立栈帧，用于存局部变量表、操做数栈、动态连接、方法出口等
  • 局部变量表在编译时完成分配
• 两种异常
  • StackOverflowError:栈深度超过规定
  • OutOfMemoryError

本地方法栈

• native方法，相似java虚拟机栈

java堆

• 全部线程共享
• 也称：GC堆
• 分为：
  • 新生代
  • 老年代
• 逻辑上连续，物理上能够不连续的内存空间
• -Xmx、-Xms控制
• 有OOM

方法区

• 全部线程共享
• 习惯称为：永久代，喜欢用永久代来实现方法区而已
• 用于存储：
  • 类信息
  • 常量
  • 静态变量
  • 即时编译器编译后的代码
  • 等等
• 有OOM

运行时常量池

• 方法区的一部分
• 用于存放编译期生成的各类字面量和符号引用
• 不必定只有编译期才能产生，运行时也可能，例：String.intern()方法
• 有OOM

直接内存

• DirectMemory
• 不是虚拟机运行时数据区一部分
• 也不是java虚拟机规范中定义的区域
• 有OOM
• 不受java堆大小限制

对象建立

给对象分配内存

• 指针碰撞：java堆中内存是绝对规整（已分配与空闲分别在两边）
  • 垃圾收集器带压缩整理
• 空闲列表：不规整，必须维护一个列表，记录哪些内存可用
  • 垃圾收集器：Mark-Sweep 标记清除
• 并发状况
  • 分配时同步
  • 每一个线程预先分配一块内存（TLAB）
• 分配完成后，内存空间初始化为零值，若是是TLAB，可提早置TLAB时进行
  • 这就是对像实例字段不赋值也有初始值的缘由
• 而后对对象进行必要的设置，如对象是哪一个类的实例等，存放在对象头中

对象的内存布局

• 对象头（Header）
  • 第一部分存储对象自身的运行时数据
    • 哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等
    • 这部分数据长度在32位和62位（未开启压缩指针）中分别是32bit和64bit
    • 官方称为：Mark Word
    • 非固定的数据结构
  • 另一部分是类型指针
    • 指向它的类元数据的指针，经过这个肯定是哪一个类的实例
    • 并非全部虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针
  • 若是是数组，对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据
• 实例数据
  • 各类类型的字段内容
    • 父类中定义的变量出如今子类以前
    • 存储顺序受虚拟机分配策略参数（FieldsAllocationStyle）和在源码中定义的顺序影响
    • HotSpot虚拟机默认分配策略：
      • longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops
      • 相同宽度字段老是分配到一块儿
• 对齐填充
  • 不是必然存在的
  • 也没有特别含义
  • 占位符做用
  • 使对象大小必须为8字节整数倍

对象访问定位

• 句柄访问
  • java堆中分一块内存做为句柄池
    • 对象实例地址
    • 对象类型地址
  • 对象移动时，只需改变句柄中实例数据指针
• 直接指针访问
  • 堆对象中必须考虑如何放访问类型数据相关信息
  • HotSpot使用
  • 速度快