内存模型



3. 方法区(Method Area)

很多开发者都习惯将方法区称为“永久代”,其实这两者并不是等价的。
HotSpot 虚拟机使用永久代来实现方法区,但在其它虚拟机中,不存在永久代一说。因此,方法区只是 JVM 中规范的一部分,可以说,在 HotSpot 虚拟机中,设计人员使用了永久代来实现了 JVM 规范的方法区。
方法区主要是用来存放已被虚拟机加载的类相关信息,包括类信息、运行时常量池、字符串常量池。类信息又包括了类的版本、字段、方法、接口和父类等信息。
JVM 在执行某个类的时候,必须经过加载、连接、初始化,而连接又包括验证、准备、解析三个阶段。在加载类的时候,JVM 会先加载 class 文件,而在 class 文件中除了有类的版本、字段、方法和接口等描述信息外,还有一项信息是常量池(Constant Pool Table),用于存放编译期间生成的各种字面量和符号引用。
字面量包括字符串(String a=“b”)、基本类型的常量(final 修饰的变量),符号引用则包括类和方法的全限定名(例如 String 这个类,它的全限定名就是 Java/lang/String)、字段的名称和描述符以及方法的名称和描述符。
当类加载到内存中后,JVM 就会将 class 文件常量池中的内容存放到运行时的常量池中;在解析阶段,JVM 会把符号引用替换为直接引用(对象的索引值)
例如,类中的一个字符串常量在 class 文件中时,存放在 class 文件常量池中的;在 JVM 加载完类之后,JVM 会将这个字符串常量放到运行时常量池中,并在解析阶段,指定该字符串对象的索引值。运行时常量池是全局共享的,多个类共用一个运行时常量池,class 文件中常量池多个相同的字符串在运行时常量池只会存在一份。
方法区与堆空间类似,也是一个共享内存区,所以方法区是线程共享的。假如两个线程都试图访问方法区中的同一个类信息,而这个类还没有装入 JVM,那么此时就只允许一个线程去加载它,另一个线程必须等待。
在 HotSpot 虚拟机、Java7 版本中已经将永久代的静态变量和运行时常量池转移到了堆中,其余部分则存储在 JVM 的非堆内存中,而 Java8 版本已经将方法区中实现的永久代去掉了,并用元空间(class metadata)代替了之前的永久代,并且元空间的存储位置是本地内存。之前永久代的类的元数据存储在了元空间永久代的静态变量(class static variables)以及运行时常量池(runtime constant pool)则跟 Java7 一样,转移到了堆中

4.虚拟机栈(VM stack)

当创建一个线程时,会在虚拟机栈中申请一个线程栈,用来保存方法的局部变量、操作数栈、动态链接方法和返回地址等信息,并参与方法的调用和返回。每一个方法的调用都伴随着栈帧的入栈操作,方法的返回则是栈帧的出栈操作。

5.本地方法栈(Native Method Stack)

本地方法栈则用于管理本地方法的调用。但本地方法并不是用 Java 实现的,而是由 C 语言实现的。

垃圾回收的重点就是关注堆和方法区中的内存了,堆中的回收主要是对象的回收,方法区的回收主要是废弃常量和无用的类的回收。
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程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈这 3 个区域是线程私有的。


文章作者:   future
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