Java虚拟机运行时数据区(JVM_2)

2.3 运行时数据区(Run-TIme Data Areas)

2.3.1 官网概括

官网; https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html

The Java Virtual Machine defines various run-time data areas that are used during 
execution of a program. Some of these data areas are created on Java Virtual 
Machine start-up and are destroyed only when the Java Virtual Machine exits. 
Other data areas are per thread. Per-thread data areas are created when a thread 
is created and destroyed when the thread exits.

2.3.2 图解

2.3.3 初步介绍

2.3.3.1 Method Area(方法区)

1.  Java虚拟机有一个在所有Java虚拟机线程之间共享的方法区域。

2.  方法区域是在虚拟机启动时创建的。

3.  方法区域在逻辑上是堆的一部分，但是它有一个别名Non-Heap(非堆)，目的是和heap(堆)分开

4.  方法区域的内存不需要是连续的。

5.  如果方法区域中的内存不能用于满足分配请求，Java虚拟机将抛出OutOfMemoryError。

另外不同JDK版本Method Area真正的实现不同；

JDK 8中 是Metaspace(元空间)

JDK 8之前是Perm Space(永久代)

二者主要区别：

Meta space和Perm space的主要区别在于存储元数据的方式和管理方式。Meta space使用本地内存存储元数据，并具有自动内存管理功能，而Perm space则位于JVM的堆内存中，并且容量是固定的。

2.3.3.2 Heap(堆)

1.  Java堆是Java虚拟机所管理内存中最大的一块，在虚拟机启动时创建，被所有线程共享。

2.  Java对象实例以及数组都在堆上分配。

2.3.3.3 Java Virtual Machine Stacks(虚拟机栈)

1.  虚拟机栈是一个线程执行的区域，保存着一个线程中方法的调用状态。换句话说，一个Java线程的 运行状态，由一个虚拟机栈来保存，所以虚拟机栈肯定是线程私有的，独有的，随着线程的创建而创 建。

2.  每一个被线程执行的方法，为该栈中的栈帧，即每个方法对应一个栈帧。调用一个方法，就会向栈中压入一个栈帧；一个方法调用完成，就会把该栈帧从栈中弹出。

void method_a(){
method_b();
}
void method_b(){
method_c();
}
void method_C(){
}

栈帧：

官网https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.6

每个栈帧对应一个被调用的方法，可以理解为一个方法的运行空间。 每个栈帧中包括局部变量表(Local Variables)、操作数栈(Operand Stack)、指向运行时常量池的引用(A reference to the run-time constant pool)、方法返回地址(Return Address)和附加信息。

局部变量表: 方法中定义的局部变量以及方法的参数存放在这张表中 局部变量表中的变量不可直接使用，如需要使用的话，必须通过相关指令将其加载至操作数栈中作为操作数使 用。

操作数栈:以压栈和出栈的方式存储操作数的

动态链接:每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是为了支持方法调用 过程中的动态连接(Dynamic Linking)。

方法返回地址:当一个方法开始执行后,只有两种方式可以退出，一种是遇到方法返回的字节码指令；一种是遇 见异常，并且这个异常没有在方法体内得到处理。

2.3.3.4 The pc Register(程序计数器)

如果线程正在执行Java方法，则计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址； 如果正在执行的是Native方法，则这个计数器为空。

2.3.3.5 Native Method Stacks(本地方法栈)

如果当前线程执行的方法是Native类型的，这些方法就会在本地方法栈中执行。

那如果在Java方法执行的时候调用native的方法呢？

2.3.4 各种情况

2.3.4.1 栈指向堆

在栈帧中有一个变量，类型为引用类型，比如Object obj=new Object()，这时候就是典型的栈中元 素指向堆中的对象。

2.3.4.2 方法区指向堆

方法区中会存放静态变量，常量等数据。如果是下面这种情况，就是典型的方法区中元素指向堆中的对 象。

private static Object obj=new Object();

2.3.4.3 堆指向方法区

方法区中会包含类的信息，堆中会有对象，那怎么知道对象是哪个类创建的呢？

那么一个对象具体是怎么知道它是由那个类创建出来的呢？这就涉及到对象的内存模型了。

2.3.4.4 Java对象内存模型