JVM(二)-內存區域之線程私有區域

時間 2020-11-26

標籤 html java linux 程序員 windows 緩存多線程 oracle jvm spa 欄目 Java 简体版

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概述：

　　對於從事C、C++開發的程序員來講，在內存管理領域，他們既是擁有最高權力的「皇帝」，又是從事最基礎工做的勞動人民——既擁有每一個對象的「全部權」，html

又擔負着每個對象從開始到終結的維護職責。java

　　對於java程序員來講，在虛擬機自動內存管理機制的幫助下，再也不須要爲沒一個new操做去配對的free/delete（C、C++語言對對象的刪除和內存釋放操做），linux

不容易出現內存泄漏和內存溢出問題，看起來由虛擬機管理內存一切看起來很美好。不過，也正是java把控制內存的權力交給了java虛擬機，一旦出現內存泄漏程序員

和內存溢出方面的問題，若是不瞭解虛擬機是怎麼使用內存的，那排查錯誤、修正問題將會成爲一項異常艱難的工做。windows

運行時數據區：

　　java虛擬機在執行java程序的過程當中會把它所管理的內存劃分爲若干個不一樣的數據區域。這些區域有各自的用途，以及建立和銷燬的時間，有些區域會隨着緩存

虛擬機進程的啓動而一直存在，有些區域則是依賴用戶線程的啓動和結束而創建和銷燬。以下圖所示：多線程

咱們知道JVM也屬於一種特殊的操做系統，那這些數據區域跟咱們最經常使用的windows哪些部分相對應呢。咱們能夠吧windows的CPU+緩存+主內存和JVM的執行引擎+oracle

操做數棧+（棧、堆）對應起來，這樣更加利於咱們去理解JVM。jvm

虛擬機棧：

　　從上圖可見，java虛擬機棧是線程私有的，它的生命週期和線程相同。虛擬機棧描述的是java方法執行的線程內存模型：每一個方法被執行的時候，java虛擬機都會spa

同步建立一個棧幀用於存儲局部變量表、操做數棧、動態鏈接、返回地址等信息。每個方法被調用直至執行完畢的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到

出棧的過程。咱們來經過一段很是簡短的代碼來演示虛擬機棧的做用：

/**
 * @ClassName StackTest
 * @description：
 * @author：liuyi
 * @Date：2020/11/23 23:45
 */
public class StackTest {

    public static void main(String[] args) {
        A();
    }

    static void A(){
        B();
    }

    static void B(){
        C();
    }

    static void C(){

    }
}

　　當咱們運行main方法，虛擬機會開啓一個線程，同時爲當前線程劃分一塊內存區域做爲當前線程的虛擬機棧。同時在執行每一個方法的時候都會打包成一個棧幀。

好比 main 開始運行，打包一個棧幀送入到虛擬機棧。C 方法運行完了，C 方法出棧，接着 B 方法運行完了，B 方法出棧、接着 A 方法運行完了，A 方法出棧，

最後 main 方法運行完了，main 方法這個棧幀就出棧了。這個就是 Java 方法運行對虛擬機棧的一個影響。虛擬機棧就是用來存儲線程運行方法中的數據的。而

每個方法對應一個棧幀。入棧過程以下圖所示：

上圖描述了整個main方法調用的入棧和出棧的過程，須要注意的是棧幀出棧以後就沒了，棧幀沒得GC的說法。

棧幀詳解：

　　棧幀大致都包含四個區域：(局部變量表、操做數棧、動態鏈接、返回地址)

局部變量表：顧名思義就是局部變量的表，用於存放咱們的局部變量的（方法中的變量）。首先它是一個 32 位的長度，主要存放咱們的 Java 的八大基礎數據

類型，通常 32 位就能夠存放下，若是是 64 位的就使用高低位佔用兩個也能夠存放下，若是是局部的一些對象，好比咱們的 Object 對象，咱們只須要存放它的一個引用地址便可。

操做數棧：存放 java 方法執行的操做數的，它就是一個棧，先進後出的棧結構，操做數棧，就是用來操做的，操做的的元素能夠是任意的 java 數據類型，所

以咱們知道一個方法剛剛開始的時候，這個方法的操做數棧就是空的。操做數棧本質上是 JVM 執行引擎的一個工做區，也就是方法在執行，纔會對操做數棧進行操做，若是代碼不不執行，操做數棧其實就是空的。

動態鏈接：Java 語言特性多態（後續章節細講，須要結合 class 與執行引擎一塊兒來說）。

方法出口：正常返回（調用程序計數器中的地址做爲返回）、異常的話（經過異常處理器表<非棧幀中的>來肯定）。

咱們來經過分析一個簡單的方法來理解棧幀中各個區域是如何運做的，代碼以下：

/**
 * @ClassName User
 * @description：
 * @author：liuyi
 * @Date：2020/11/25 20:51
 */
public class User {
    public static int work(){
        int a = 2;
        int b = 3;
        int c = a*b;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(work());
    }
}