Java內存區域-讀書筆記《深刻理解java虛擬機》

運行時數據區域

程序計數器

• 能夠看做是當前線程所執行的字節碼的行號指示器
• 線程私有，每條線程都有獨立的程序計數器
• 惟一沒有OOM狀況區域（java虛擬機規範）

java虛擬機棧

• 線程私有
• 描述的是Java方法執行的內存模型
  • 每一個方法執行時建立棧幀，用於存局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口等
  • 局部變量表在編譯時完成分配
• 兩種異常
  • StackOverflowError:棧深度超過規定
  • OutOfMemoryError

本地方法棧

• native方法，相似java虛擬機棧

java堆

• 全部線程共享
• 也稱：GC堆
• 分爲：
  • 新生代
  • 老年代
• 邏輯上連續，物理上能夠不連續的內存空間
• -Xmx、-Xms控制
• 有OOM

方法區

• 全部線程共享
• 習慣稱爲：永久代，喜歡用永久代來實現方法區而已
• 用於存儲：
  • 類信息
  • 常量
  • 靜態變量
  • 即時編譯器編譯後的代碼
  • 等等
• 有OOM

運行時常量池

• 方法區的一部分
• 用於存放編譯期生成的各類字面量和符號引用
• 不必定只有編譯期才能產生，運行時也可能，例：String.intern()方法
• 有OOM

直接內存

• DirectMemory
• 不是虛擬機運行時數據區一部分
• 也不是java虛擬機規範中定義的區域
• 有OOM
• 不受java堆大小限制

對象建立

給對象分配內存

• 指針碰撞：java堆中內存是絕對規整（已分配與空閒分別在兩邊）
  • 垃圾收集器帶壓縮整理
• 空閒列表：不規整，必須維護一個列表，記錄哪些內存可用
  • 垃圾收集器：Mark-Sweep 標記清除
• 併發狀況
  • 分配時同步
  • 每一個線程預先分配一塊內存（TLAB）
• 分配完成後，內存空間初始化爲零值，若是是TLAB，可提早置TLAB時進行
  • 這就是對像實例字段不賦值也有初始值的緣由
• 而後對對象進行必要的設置，如對象是哪一個類的實例等，存放在對象頭中

對象的內存佈局

• 對象頭（Header）
  • 第一部分存儲對象自身的運行時數據
    • 哈希碼、GC分代年齡、鎖狀態標誌、線程持有的鎖、偏向線程ID、偏向時間戳等
    • 這部分數據長度在32位和62位（未開啓壓縮指針）中分別是32bit和64bit
    • 官方稱爲：Mark Word
    • 非固定的數據結構
  • 另一部分是類型指針
    • 指向它的類元數據的指針，經過這個肯定是哪一個類的實例
    • 並非全部虛擬機實現都必須在對象數據上保留類型指針
  • 若是是數組，對象頭中還必須有一塊用於記錄數組長度的數據
• 實例數據
  • 各類類型的字段內容
    • 父類中定義的變量出如今子類以前
    • 存儲順序受虛擬機分配策略參數（FieldsAllocationStyle）和在源碼中定義的順序影響
    • HotSpot虛擬機默認分配策略：
      • longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans、oops
      • 相同寬度字段老是分配到一塊兒
• 對齊填充
  • 不是必然存在的
  • 也沒有特別含義
  • 佔位符做用
  • 使對象大小必須爲8字節整數倍

對象訪問定位

• 句柄訪問
  • java堆中分一塊內存做爲句柄池
    • 對象實例地址
    • 對象類型地址
  • 對象移動時，只需改變句柄中實例數據指針
• 直接指針訪問
  • 堆對象中必須考慮如何放訪問類型數據相關信息
  • HotSpot使用
  • 速度快