第2章 Java内存区域与内存溢出异常

2.2 JVM体系结构概览

运行时数据区包含以下部分

• 程序计数器：（线程私有）
  • 一块较小的内存空间, 用来存储指向下一条指令的地址
  • 这个内存区域是唯一一个在虚拟机中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域
• 虚拟机栈：**（线程私有）**
  • 每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧
  • 每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程
• 本地方法栈：（线程私有）
  • 和虚拟机栈类似，区别为此栈执行的是Native方法
• 堆：（线程共享）
  • 创建的对象实例和数组都保存在堆中
  • 运行时动态分配内存大小，自动垃圾回收
• 方法区：（线程共享）
  • 用于存储被 JVM 加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据

栈、堆、方法区是怎么交互的？

public class AppMain { //运行时，JVM把AppMain的信息都放入方法区    
    public static void main(String[] args) { //main成员方法本身放入方法区。    
        Sample test1 = new Sample( " 测试1 " ); //test1是引用，所以放到栈区里，Sample是对象应该放到堆里         
        test1.printName();    
    }
}

上述代码的JVM执行流程：

• 首先启动了一个Java虚拟机进程，这个进程首先从classpath中找到AppMain.class文件，读取这个文件中的二进制数据，然后把Appmain类的类信息存放到运行时数据区的方法区中。这一过程称为AppMain类的加载过程。
• 接着，JVM定位到方法区中AppMain类的Main()方法的字节码，开始执行它的指令。这个main()方法的第一条语句就是：Sample test1 = new Sample(“测试1”);
  • Java虚拟机一看，不就是建立一个Sample类的实例吗，简单，于是就直奔方法区（方法区存放已经加载的类的相关信息，如类、静态变量和常量）而去，先找到Sample类的类型信息再说。结果呢，嘿嘿，没找到，这会儿的方法区里还没有Sample类呢（即Sample类的类信息还没有进入方法区中）。可JVM也不是一根筋的笨蛋，于是，它发扬“自己动手，丰衣足食”的作风，立马加载了Sample类， 把Sample类的相关信息存放在了方法区中。
  • Sample类的相关信息加载完成后。Java虚拟机做的第一件事情就是在堆中为一个新的Sample类的实例分配内存，这个Sample类的实例持有着指向方法区的Sample类的类型信息的引用（Java中引用就是内存地址）。这里所说的引用，实际上指的是Sample类的类型信息在方法区中的内存地址，其实，就是有点类似于C语言里的指针啦~~，而这个地址呢，就存放了在Sample类的实例的数据区中。
  • 然后位于“=”前的test1是一个在main()方法中定义的变量，可见，它是一个局部变量，因此，test1这个局部变量会被JVM添加到执行main()方法的主线程的Java方法调用栈中。而“=”将把这个test1变量指向堆区中的Sample实例，也就是说，test1这个局部变量持有指向Sample类的实例的引用（即内存地址）。
• JVM将继续执行后续指令，执行printName()方法。当JVM执行test1.printName()方法时，JVM根据局部变量test1持有的引用，定位到堆中的Sample类的实例，再根据Sample类的实例持有的引用，定位到方法区中Sample类的类型信息（包括①类，②静态变量，③静态方法，④常量和⑤成员方法），从而获取printName()成员方法的字节码，接着执行printName()成员方法包含的指令。

从垃圾回收的角度看java堆？

• java堆从垃圾回收的角度上可以分为新生代和老年代

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    具体说一下新生代和老年代？

• 新生代用来存放的是新分配的对象。经过垃圾回收没有回收掉的对象会被复制到老年代

• 老年代上的对象比新生代对象时间长，大对象直接进入老年代
• 以前的永久代已经被取代为元空间，不在虚拟机里，直接是本地内存

如何通过栈上的引用对象访问堆上的实例呢

• 主流有两种访问方式，一个是句柄池，另一个是直接指针
  • 句柄池：在java堆中划分一部分内存作为句柄池，包含指向实例数据和对象类型数据的指针，reference存储句柄池的地址
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  • 直接指针：reference直接存储对象地址，实例对象包含对象类型数据的地址
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