JVM运行时数据区

简介:

本文是《The Java Virtual Machine Specification (Java SE 7 Edition)》2011年6月版的运行时数据区的翻译

原文参见:http://download.oracle.com/javase/7/specs/jvms/JVMS-JavaSE7.pdf  译者:方腾飞

JVM定义了若干个程序执行期间使用的数据区域。这个区域里的一些数据在JVM启动的时候创建,在JVM退出的时候销毁。而其他的数据依赖于每一个线程,在线程创建时创建,在线程退出时销毁。

2.5.1  程序计数器(The pc Register

JVM一次能支持很多线程执行。每一个JVM线程有它自己的程序计数器。在任何时候,一个JVM的线程都正在执行当前线程的方法代码。如果这个方法不是本地方法,程序计数器包含当前被执行的JVM地址。如果线程正在执行本地方法,程序计数器的值为未定义。JVM 程序计数器足以存储一个返回地址或一个本地指针。

2.5.2  栈(Java Virtual Machine Stacks

每个JVM的线程在创建的时候,都会创建一个栈。一个栈包含很多栈桢。JVM的栈好比传统语言C的栈,它维持(存储)本地变量和部分结果,并在方法调用和返回中(被)使用。由于JVM栈除了压入和弹出栈帧之外不能被直接操作,栈帧可以在堆上分配空间。 JVM说明书(规范)允许栈要么是一个固定大小,要么动态扩展来满足计算的要求。如果JVM栈是一个固定的大小,当栈被创建的时候每一个栈大小可以自由设置。 在动态扩展情况下,可以控制最大最小内存。 在VM Spec中对这个区域规定了2种异常状况(以下两种异常与JVM的栈机制有关):

  • 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常。
  • 如果VM栈可以动态扩展,在初始化新线程时没有足够内存创建栈则抛出OutOfMemoryError异常。

2.5.3  堆(Heap

JVM有一个在所有线程内共享的堆。堆是给所有类的实例和数组分配内存的运行时数据区。 堆在虚拟机启动的时候创建,堆中储存的对象通过一个自动存储管理系统(垃圾回收器)进行回收。 对象从不明确的被分配(JVM从不指明对象的释放)。JVM加上没有(JVM不指定特定的自动存储管理系统)自动存储管理系统的特别的类型,(开发者可根据系统要求自主选择)并且这个存储管理技术可能被选择按照实现的系统需求。

堆要么是固定大小,要么按计算需要扩展。如果一个大的堆变得多余或许会收缩。堆的内存不需要相邻。使用者可以设置堆内存的大小,如果堆能够动态的扩展。控制最大最小堆内存。

堆会出现以下异常:

  • 如果内存溢出(若计算所需堆内存不足),则抛出OutOfMemoryError

 

2.5.4 方法区(Method Area

JVM的方法区是所有线程共享的,方法区类似于传统语言编译代码时的存储区域或类似于操作系统进程的文本段。他存储内容包括:每一个类的结构,如运行时常量池,字段和方法的数据;方法和构造器的代码,如用于类,实例和接口初始化的特殊方法。这个方法区在JVM启动的时候被创建,一般情况下JVM不会选择对方法区进行垃圾回收或者压缩,这个版本的JVM规范没有强制规定方法区的位置和管理编译后代码的策略。方法区可固定大小,或按需伸缩。方法区的内存不需要相邻。

2.5.4 运行时常量池(Runtime Constant Pool)

运行时常量池是类和接口运行时的常量池表,它在字节码文件里。它包含几类常量。 在编译时期识别的数值常量,在运行区识别的方法或引用字段。运行区常量池类似于传统语言的字符表,但它比传统字符表所存储的范围更广。每一个运行区常量池从方法区分配内存。当类和接口被JVM创建时相应的常量池也被创建。
运行区常量池包括以下异常:

  • 当类和接口创建时,如果运行区常量池所需内存不足,则抛出OutOfMemoryError。

2.5.5 本地方法栈(Native Method Stacks)

JVM一般用传统栈实现,俗称“C栈”用来支持本地方法(这些方法不是用java编程语言写的方法)。本地方法栈还可以被用于翻译C语言所编写的JVM指令集。那些不加载本地方法,不依赖于传统栈所实现的JVM不需要提供本地方法栈。如果提供本地方法栈,每个线程创建时必须分配一个本地方法栈。JVM规范规定本地方法栈可固定长度或按需伸缩。 如果JVM栈是一个固定的大小,当栈被创建的时候每一个栈大小可以自由设置。 在动态扩展情况下,可以控制最大最小内存。

JVM的方法栈有以下两种异常:

  • 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常。
  • 如果VM栈可以动态扩展,当扩展时无法申请到足够内存(或者在初始化新线程时没有足够内存创建栈)则抛出OutOfMemoryError异常。
目录
相关文章
|
1月前
|
Java
jvm复习,深入理解java虚拟机一:运行时数据区域
这篇文章深入探讨了Java虚拟机的运行时数据区域,包括程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区、元空间和运行时常量池,并讨论了它们的作用、特点以及与垃圾回收的关系。
64 19
jvm复习,深入理解java虚拟机一:运行时数据区域
|
1月前
|
存储 SQL 小程序
JVM知识体系学习五:Java Runtime Data Area and JVM Instruction (java运行时数据区域和java指令(大约200多条,这里就将一些简单的指令和学习))
这篇文章详细介绍了Java虚拟机(JVM)的运行时数据区域和JVM指令集,包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、直接内存、方法区和堆,以及栈帧的组成部分和执行流程。
32 2
JVM知识体系学习五:Java Runtime Data Area and JVM Instruction (java运行时数据区域和java指令(大约200多条,这里就将一些简单的指令和学习))
|
1月前
|
Arthas 监控 Java
JVM知识体系学习七:了解JVM常用命令行参数、GC日志详解、调优三大方面(JVM规划和预调优、优化JVM环境、JVM运行出现的各种问题)、Arthas
这篇文章全面介绍了JVM的命令行参数、GC日志分析以及性能调优的各个方面,包括监控工具使用和实际案例分析。
46 3
|
3月前
|
存储 Java 程序员
JVM自动内存管理之运行时内存区
这篇文章详细解释了JVM运行时数据区的各个组成部分及其作用,有助于理解Java程序运行时的内存布局和管理机制。
JVM自动内存管理之运行时内存区
|
3月前
|
存储 算法 Java
JVM组成结构详解:类加载、运行时数据区、执行引擎与垃圾收集器的协同工作
【8月更文挑战第25天】Java虚拟机(JVM)是Java平台的核心,它使Java程序能在任何支持JVM的平台上运行。JVM包含复杂的结构,如类加载子系统、运行时数据区、执行引擎、本地库接口和垃圾收集器。例如,当运行含有第三方库的程序时,类加载子系统会加载必要的.class文件;运行时数据区管理程序数据,如对象实例存储在堆中;执行引擎执行字节码;本地库接口允许Java调用本地应用程序;垃圾收集器则负责清理不再使用的对象,防止内存泄漏。这些组件协同工作,确保了Java程序的高效运行。
27 3
|
3月前
|
存储 安全 Java
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程,JDK、JRE、JVM关系;程序计数器,堆,虚拟机栈,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程是什么,JDK、JRE、JVM的联系与区别;什么是程序计数器,堆,虚拟机栈,栈内存溢出,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
JVM常见面试题(二):JVM是什么、由哪些部分组成、运行流程,JDK、JRE、JVM关系;程序计数器,堆,虚拟机栈,堆栈的区别是什么,方法区,直接内存
|
3月前
|
消息中间件 设计模式 安全
多线程魔法:揭秘一个JVM中如何同时运行多个消费者
【8月更文挑战第22天】在Java虚拟机(JVM)中探索多消费者模式,此模式解耦生产与消费过程,提升系统性能。通过`ExecutorService`和`BlockingQueue`构建含2个生产者及4个消费者的系统,实现实时消息处理。多消费者模式虽增强处理能力,但也引入线程安全与资源竞争等挑战,需谨慎设计以确保高效稳定运行。
93 2
|
3月前
|
C# UED 开发者
WPF动画大揭秘:掌握动画技巧,让你的界面动起来,告别枯燥与乏味!
【8月更文挑战第31天】在WPF应用开发中,动画能显著提升用户体验,使其更加生动有趣。本文将介绍WPF动画的基础知识和实现方法,包括平移、缩放、旋转等常见类型,并通过示例代码展示如何使用`DoubleAnimation`创建平移动画。此外,还将介绍动画触发器的使用,帮助开发者更好地控制动画效果,提升应用的吸引力。
189 0
|
3月前
|
算法 Java
JVM常用运行时参数说明
JVM常用运行时参数说明
|
1月前
|
存储 安全 Java
jvm 锁的 膨胀过程?锁内存怎么变化的
【10月更文挑战第3天】在Java虚拟机(JVM)中,`synchronized`关键字用于实现同步,确保多个线程在访问共享资源时的一致性和线程安全。JVM对`synchronized`进行了优化,以适应不同的竞争场景,这种优化主要体现在锁的膨胀过程,即从偏向锁到轻量级锁,再到重量级锁的转变。下面我们将详细介绍这一过程以及锁在内存中的变化。
37 4