JDK和JRE和JVM的关系
JDK(Java Development Kit)是程序开发者用来来编译、调试java程序用的开发工具包
JRE(JavaRuntimeEnvironment,Java运行环境),也就是Java平台。所有的Java 程序都要在JRE下才能运行。普通用户只需要运行已开发好的java程序,安装JRE即可
JVM(JavaVirtualMachine,Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统
JVM内存区域本文的讲解都从这个图一一开始,你脑海里先试着回忆一下这个几个区域的概念,是独享的还是共享的?每个区域都存储了什么?哪些区域会被垃圾回收?哪些区域会抛出OOM?哪些区域会抛出SOF?如何避免
什么是JVM运行时数据区域?Java虚拟机定义了在程序执行期间使用的各种运行时数据区域。其中一些数据区域是在Java虚拟机启动时创建的,仅在Java虚拟机退出时才被销毁。其他数据区域是每个线程的。创建线程时创建每个线程的数据区域,并在线程退出时销毁每个数据区域。
堆内存堆内存中存储的是所有类实例和数组的内存,在虚拟机启动时创建,虚拟机结束时销毁,归还给操作系统,堆内存中对象的销毁都JVM自行管理(垃圾收集器),当程序创建对象的越来越多时并且这些对象都无法被回收时,这个区域会抛出OOM异常,并且堆内存是所有线程共享的,所以当多个线程操作堆内存的数据时会有并发问题,要加锁。
栈内存栈分为虚拟机栈和本地方法栈,首先栈是线程安全的,栈内存随线程创建而创建,随线程销毁而销毁,栈内存是不需要垃圾回收器进行回收的。线程栈的大小可以是在虚拟机启动时指定固定大小,也可以是自行计算动态扩容的。当指定大小时,线程栈的内存随着使用而不足时JVM抛出StackOverFlowError,当不指定大小时,线程栈动态扩容时如果没有足够的内存不足,JVM将会抛出OOM错误。
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型,每个方法在执行时会创建一个栈帧用于存储放法局部变量表,操作数栈,动态链接,出口信息,如下图,整个栈帧是先入后出。
局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型,对象引用(不包含成员变量)每个局部变量表占用32位(4个字节),所以long和double会占用两个局部变量表,其它类型占用一个,哪怕byte虽然只有8位,也占用一个局部变量表,局部变量表所需的内存在编译期就已经确定了也就是进入这个方法时就已经确定了,运行期间不会更改.
操作数栈则存储方法内一些进行了运算操作后的结果.
动态链接,在方法内调用接口,通过字面量链接到具体的实现类,实现Java的动态特性.
出口地址(返回地址),return或者发生Exception等。
本地方法栈虚拟机栈相似,都是线程私有的,安全的,区别就是虚拟机为虚拟机栈执行Java服务(字节码服务),而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务,本地方法栈中使用的语言,使用方式,数据结构没有强制要求。
程序计数器Java程序是多线程执行的,当一个线程执行字节码时,突然CPU切换到另一个线程,那么上一个线程执行的上下文信息怎么保存呢?等到下次再切换到这个线程,从哪里开始执行呢?这些信息都需要在线程切换时记录,这就是程序计数器的职责,是每个线程私有的,线程安全的,因线程创建而创建,因线程销毁而销毁,程序计数器其实就是一小块内存。
程序计数器指向当前线程所执行的字节码所在的行号,记录着当前程序运行到哪了字节码解释器的工作就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。分支,循环,跳转,异常处理,线程回复等都需要依赖这个计数器来完成
如果一个线程执行一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;如果正在执行的是一个本地方法,这个计数器的值则为undefine,此内存区域是唯一一个在Java的虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError异常情况的区域
元数据区默认情况下,类元数据只受可用的本地内存限制。新参数(MaxMetaspaceSize)用于限制本地内存分配给类元数据的大小。如果没有指定这个参数,元空间会在运行时根据需要动态调整,