JVM 内存初学 (堆(heap)、栈(stack)和方法区(method) )

dgy7 9年前

这两天看了一下深入浅出JVM这本书,推荐给高级的java程序员去看,对你了解JAVA的底层和运行机制有
比较大的帮助。
废话不想讲了.入主题:
先了解具体的概念:
JAVA的JVM的内存可分为3个区:堆(heap)、栈(stack)和方法区(method)

堆区:
1.存储的全部是对象,每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令)
2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享,堆中不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身
栈区:
1.每个线程包含一个栈区,栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象),对象都存放在堆区中
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问。
3.栈分为3个部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。
方法区:
1.又叫静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。
2.方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素,如class,static变量。
为了更清楚地搞明白发生在运行时数据区里的黑幕,我们来准备2个小道具(2个非常简单的小程序)。
AppMain.java

 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 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是自定义对象应该放到堆里面

Sample test2 = new  Sample( " 测试2 " );

test1.printName();

test2.printName();

}


Sample.java

 public   class  Sample        //运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区

{

/** 范例名称 */

private  name;      //new Sample实例后, name 引用放入栈区里,  name 对象放入堆里

/** 构造方法 */

public  Sample(String name)

{

this .name = name;

}

/** 输出 */

public   void  printName()   //print方法本身放入 方法区里。

{

System.out.println(name);

}


OK,让我们开始行动吧,出发指令就是:“java AppMain”,包包里带好我们的行动向导图,Let’s GO!
JVM 内存初学 (堆(heap)、栈(stack)和方法区(method) )
系统收到了我们发出的指令,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,Java虚拟机定位到方法区中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");
语句很简单啦,就是让java虚拟机创建一个Sample实例,并且呢,使引用变量test1引用这个实例。貌似小case一桩哦,就让我们来跟踪一下Java虚拟机,看看它究竟是怎么来执行这个任务的:
1、 Java虚拟机一看,不就是建立一个Sample实例吗,简单,于是就直奔方法区而去,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。可Java虚拟机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类的类型信息存放在方法区里。
2、 好啦,资料找到了,下面就开始干活啦。Java虚拟机做的第一件事情就是在堆区中为一个新的Sample实例分配内存, 这个Sample实例持有着指向方法区的Sample类的类型信息的引用。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实例的数据区里。
3、 在JAVA虚拟机进程中,每个线程都会拥有一个方法调用栈,用来跟踪线程运行中一系列的方法调用过程,栈中的每一个元素就被称为栈帧,每当线程调用一个方 法的时候就会向方法栈压入一个新帧。这里的帧用来存储方法的参数、局部变量和运算过程中的临时数据。OK,原理讲完了,就让我们来继续我们的跟踪行动!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,它被会添加到了执行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,它持有指向Sample实例的引用。
OK,到这里为止呢,JAVA虚拟机就完成了这个简单语句的执行任务。参考我们的行动向导图,我们终于初步摸清了JAVA虚拟机的一点点底细了,COOL!
接下来,JAVA虚拟机将继续执行后续指令,在堆区里继续创建另一个Sample实例,然后依次执行它们的printName()方法。当JAVA虚拟机 执行test1.printName()方法时,JAVA虚拟机根据局部变量test1持有的引用,定位到堆区中的Sample实例,再根据Sample 实例持有的引用,定位到方法去中Sample类的类型信息,从而获得printName()方法的字节码,接着执行printName()方法包含的指 令。