对于JVM,你就只知道堆和栈吗?

简介: 对于JVM,你就只知道堆和栈吗?

不少java程序员一提JVM运行时数据区域,就会说堆和栈,当然也有java程序员给出方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器这个答案,但是还有人给出永久代、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器这个答案。那么究竟哪种答案是正确的呢?

首先我们介绍两个概念,这对于我们回答上面的问题来说是必不可少的。 1.虚拟机: 简单的说虚拟机是一种抽象的计算机。 2.Java虚拟机规范: 虚拟机规范是一种对Java虚拟机的约束,Java虚拟机负责对虚拟机规范进行实现。 我们平常所说JAVA虚拟机一般是指的一种具体的JAVA虚拟机规范的实现,比如说HotSpot。当然市面上还有其他的Java虚拟机。 下面的截图内容来自docs.oracle.com/javase/spec…image.png

从JVM6规范,我们可以看到,规范要求的运行时数据区域有: PC Register(程序计数器)、Java Virtual Machine Stacks(java 虚拟机栈)、Heap(堆)、Method Area(方法区)、Native Method Stacks(本地方法栈)、Runtime Constant Pool(运行时常量池这及部分)。 注意标红部分,我们可以看到运行时常量池位于方法区内。 根据规范我们可以大概的画出JVM运行实数据区域(执行引擎、本地库接口在后面的文章中会进行详细介绍)。image.png在认真的看完JVM6、7、8的运行时数据区域规范之后,JVM6、7、8关于对运行时的数据区域要求一点变化都没有,还是程序计数器、Java虚拟栈、堆、方法区、本地方法栈、运行时常量池这几个部分。 那永久代是方法区的别名咯,准确的说是方法区的实现。规范是这么要求的,但是虚拟机会对这些区域进行调整,或者说是调整对JVM规范的实现。 查找了很多资料以后,还是没有找到官方对于永久代的描述(有找到官方文档关于永久代(Permanent Generation)的描述的,请联系我)。综合了很多博客和一些资料之后,我们可以做出如下判断,永久代是HotSpot虚拟机特有的概念,HotSpot团队使用永久代来实现JVM规范中的方法区。对于其他虚拟机来说是不存在永久代这个概念的。jdk8移除了永久代,关于这点我们将在后文进行详细的介绍。 那么为什么称方法区为永久代呢? 这跟GC分代收集有一定的关系,内存回收发生在方法区和堆中。 我们使用-XX:+PrintGCDetails参数,在IDEA中查看堆中的信息。image.png) 注意到PSYoungGen和ParOldGen这两个单词,从控制台的信息我们可以看出堆中的区域划分 PSYoungGen eden space from space to    space ParOldGen PS和Par代表垃圾回收器 也就是说堆里面又可以再分为年轻代、老年代,堆是垃圾回收机制的重点区域,将方法区也纳入垃圾回收范围,与年轻代、老年代相对,称方法区为永久代。 这就是永久代的来历。 接下来介绍一下JVM1.7和1.6的不同。 在介绍JVM1.6和1.7的区别之前,我们先介绍String类的intern()方法 字符串在调用该方法的时候,如果字符串常量池里面还没有该字符串,则将该字符串添加进字符串常量池中。 查了一下,还是没有查到HotSpot官方对于运行时数据区域的说明,但是许多博客都指出jdk1.7将字符串常量池移动到了堆中。 以下是分别在1.6、1.8的测试例子image.png1.6结果: false 1.7以上的结果:true 我们来解释一下原因,1.6中字符串常量池放在永久代中和堆是隔离的。 我们来画个图来解释一下, 1.6image.png1.7的虚拟机做了调整,常量池中不需要在存储一份对象了,可以存储堆中的引用,更为灵活。 1.7及以上的图image.png

请看下一张图。 jdk版本在1.8。MetaSpace是什么鬼?

image.png

Jdk1.8移除了永久代或者说用MetaSpace去实现虚拟机规范中的方法区。 详见:[JEP 122: Remove the Permanent Generation][1] 我查了很多资料,还是没有找到官方对MetaSpace的解释和描述,到是在[深入探究 JVM | 探秘 Metaspace][2]这篇博客中看到了MetaSpace的相关描述。 In JDK 8, classes metadata is now stored in the native heap and this space is called Metaspace.

字符串常量池仍然在堆中,方法区移动至MetaSpace中 那么如果有人问你JVM运行时区域由几部分组成,那么应该如何回答呢? 我认为答案可以是这样的:JVM规范中的要求JVM运行时区域有以下及部分:

  1. 方法区
  2. java虚拟机栈
  3. 本地方法栈
  4. 程序计数器
  5. 运行时常量池(位于方法区中) 但是不同的虚拟机对规范有着不同的实现,HotSpot1.6对方法区的实现叫永久代,1.7将字符串常量池移动到了堆中,1.8移除了永久代改用元数据区实现方法区,字符串常量池仍然在堆中。 [1]: openjdk.java.net/jeps/122[2]: www.sczyh30.com/posts/Java/…
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