Java中内存区域的划分与异常详解

前言

JAVA内存区域主要由程序计数器、java 虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区以及运行时常量池组成。本文将给大家详细介绍关于Java内存区域的划分与异常的相关内容，下面话不多说了，来一起看看详细的介绍吧。

运行时数据区域

JVM在运行Java程序时候会将内存划分为若干个不同的数据区域。

程序计数器

线程私有。可看作是 当前线程所执行的字节码的行号指示器 ，字节码解释器的工作是通过改变这个计数值来读取下一条要执行的字节码指令。

多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间来实现的，任何一个时刻，一个内核只能执行一条线程中的指令。 为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器 。这就是一开始说的“线程私有”。如果线程正在执行的方法是Java方法，计数器记录的是虚拟机字节码的指令地址；如果是Native方法，计数器值为空。 程序计数器是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定OOM(OutOfMemoryError)情况的区域 。

Java虚拟机栈

线程私有，生命周期和线程相同。Java虚拟机栈描述的是Java方法的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧，存储 局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息 ，每一个方法从调用到结束，就对应这一个栈帧在虚拟机栈中的进栈和出栈过程。局部变量表保存了各种基本数据类型（int、double、char、byte等）、对象引用（不是对象本身）和returnAddress类型（指向了一条字节码地址）。

这部分区域可能发生两种异常：

  • 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，抛出StackOverflowError；
  • 虚拟机栈扩展时无法申请到足够的内存，抛出OutOfMemoryError。

本地方法栈

上述虚拟机栈为JVM执行Java方法服务，本地方法则为执行Native服务。其他和虚拟机栈类似，也会抛出StackOverflowError、OutOfMemoryError。

Java堆

常说的“栈内存”、“堆内存”，其中前者指的是虚拟机栈，后者说的就是Java堆了。 Java堆是被线程共享的 。在虚拟机启动时被创建。

Java堆的作用是存放对象实例，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要求逻辑上连续即可。

方法区

线程共享的区域。存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码等数据。方法区无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError。

运行时常量池

运行时常量池 是方法区的一部分 。C用于存放编译期生成的各种字面常量和符号引用，将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。 Java语言不要求常量只能在编译期产生，换言之，在运行期间也能将新的常量放入 。

直接内存

直接内存不属于虚拟机运行时数据区的一部分，也不是内存区域。本机直接内存的分配不会受到Java堆的大小限制，但终究是内存，如果各个内存区域总和大于物理内存限制，还是会出现OutOfMemoryError。

对象的创建过程

虚拟机遇到一条"new"指令：

  • 首先检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用；
  • 检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析、初始化；(如果没有，则必须先进行类的加载)
  • 在Java堆中为新对象分配内存，所需大小在类加载后就确定了；
  • 将分配到的内存空间都初始化为0（不包括对象头）
  • 类的初始化，即init方法，吧对象按照程序员的意愿初始化为想要的值。

对象的内存布局

对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：

  1. 对象头
  2. 实例数据
  3. 对齐补充

对象头：存储对象自身的运行时数据，比如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID等。另外还有一部分是类型指针， 即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过该指针来确定这个对象属于哪个类的实例。

实例数据：对象真正有效的信息，在程序中定义的各种类型的字段内容；

对齐补充：非必须，占用符的作用。

对象的访问定位

Java程序通过栈上的引用来操作堆上的实例对象。比如

Person p = new Person();

这里p就是引用，new出来的Person对象是实例。

这个引用没有规定要如何定位、访问堆中的对象具体位置。主流的有两中访问方式：

句柄。Java堆中会划分出一块内存作为句柄池，引用存储了对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据和类型数据。好处是，对象被移动时，只需改变句柄中的地址，引用本身无需修改。
直接指针。 引用中存储的直接就是对象地址 。好处是速度更快，由于引用直接表示实例对象的地址，节省了一次指针定位操作。Sun HotSpot使用的正是这种方式。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持。

赞 (0)

相关推荐

  • Java内存区域与内存溢出异常详解

    Java内存区域与内存溢出异常详解

    Java内存区域与内存溢出异常 概述 对于 C 和 C++程序开发的开发人员来说,在内存管理领域,程序员对内存拥有绝对的使用权,但是也要主要到正确的使用和清理内存,这就要求程序员有较高的水平. 而对于 Java 程序员来说,在虚拟机的自动内存管理机制的帮助下,不再需要为每一个 new 操作去写配对的 delete/free 代码,而且不容易出现内存泄漏和内存溢出问题,看起来由虚拟机管理内存一切都很美好.不过,也正是因为 Java 程序员把内存控制的权力交给了 Java 虚拟机,一旦出现内存泄漏和

  • 简单了解JAVA内存区域效果知识

    简单了解JAVA内存区域效果知识

    这篇文章主要介绍了简单了解JAVA内存区域效果知识,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 JAVA内存区域介绍 程序计数器: 线程私有,很小的内存空间,可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器: 每个线程都有一个独立的程序计数器,各个线程之间的计数器相互不影响,独立存储: 如果线程执行的是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,如果是一个Native方法,那么这个计数器的值则为undefined: 该内存

  • 学习JVM之java内存区域与异常

    学习JVM之java内存区域与异常

    一.前言 java是一门跨硬件平台的面向对象高级编程语言,java程序运行在java虚拟机上(JVM),由JVM管理内存,这点是和C++最大区别:虽然内存有JVM管理,但是我们也必须要理解JVM是如何管理内存的:JVM不是只有一种,当前存在的虚拟机可能达几十款,但是一个符合规范的虚拟机设计是必须遵循<java 虚拟机规范>的,本文是基于HotSpot虚拟机描述,对于和其它虚拟机有区别会提到:本文主要描述JVM中内存是如何分布.java程序的对象是如何存储访问.各个内存区域可能出现的异常. 二.

  • 详解Java虚拟机管理的内存运行时数据区域

    详解Java虚拟机管理的内存运行时数据区域

    详解Java虚拟机管理的内存运行时数据区域 概述 Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同数据区域.这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机进程的启动而存在,有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁. 程序计数器 程序计数器是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器.在虚拟机的概念模型里,字节码解释器工作时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,线程恢复等基

  • 深入分析Java内存区域的使用详解

    Java 内存划分: 在Java内存分配中,java将内存分为:方法区,堆,虚拟机栈,本地方法栈,程序计数器.其中方法区和堆对于所有线程共享,而虚拟机栈和本地方法栈还有程序计数器对于线程隔离的.每个区域都有各自的创建和销毁时间. 程序计数器:     作用是当前线程所执行的字节吗的行号指示器.Java的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间方式来实现的.因此,每个线程为了能在切换后能恢复到正确的位置,每个线程需要独立的程序计数器. Java 虚拟机栈: 每个放在被执行的时候都会同时创建一个

  • 浅谈Java内存区域与对象创建过程

    一.java内存区域 Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域.这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有的区域随着虚拟机进程的启动而存在,有的区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁.根据<Java虚拟机规范(JavaSE7版)>的规定,Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域. 1.程序计数器(线程私有) 程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码

  • 深入探讨Java内存区域

    深入探讨Java内存区域

    一.概述 Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干不同的数据区域,这些区域都有各自的用途以及创建和销毁的时间.Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域,如下图所示: 下面就每一个区域进行阐述. 二.运行时数据区域 程序计数器 程序计数器,可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器.在虚拟机的概念模型里,字节码解释器工作就是通过改变程序计数器的值来选择下一条需要执行的字节码指令,分支.循环.跳转.异常处理.线程恢复等基础功能都要依赖这个计数器来完成.

  • Java中内存区域的划分与异常详解

    Java中内存区域的划分与异常详解

    前言 JAVA内存区域主要由程序计数器.java 虚拟机栈.本地方法栈.Java堆.方法区以及运行时常量池组成.本文将给大家详细介绍关于Java内存区域的划分与异常的相关内容,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧. 运行时数据区域 JVM在运行Java程序时候会将内存划分为若干个不同的数据区域. 程序计数器 线程私有.可看作是 当前线程所执行的字节码的行号指示器 ,字节码解释器的工作是通过改变这个计数值来读取下一条要执行的字节码指令. 多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间来实现的,任何

  • java中压缩文件并下载的实例详解

    当我们对一些需要用到的资料进行整理时,会发现文件的内存占用很大,不过是下载或者存储,都不是很方便,这时候我们会想到把文件变成zip格式,即进行压缩.在正式开始压缩和下载文件之前,我们可以先对zip的格式进行一个了解,然后再就具体的方法给大家带来分享. 1.ZIP文件格式 [local file header + file data + data descriptor]{1,n} + central directory + end of central directory record 即 [文件

  • java 中序列化与readResolve()方法的实例详解

    java 中序列化与readResolve()方法的实例详解 readResolve方法是作用是什么?这个方法跟对象的序列化相关(这样倒是解释了为什么 readResolve方法是private修饰的). 怎么跟对象的序列化相关了? 下面我们先简要地回顾下对象的序列化.一般来说,一个类实现了 Serializable接口,我们就可以把它往内存地写再从内存里读出而"组装"成一个跟原来一模一样的对象.不过当序列化遇到单例时,里边就有了个问题:从内存读出而组装的对象破坏了单例的规则.单例是要

  • Java中volatile关键字的作用与用法详解

    volatile这个关键字可能很多朋友都听说过,或许也都用过.在Java 5之前,它是一个备受争议的关键字,因为在程序中使用它往往会导致出人意料的结果.在Java 5之后,volatile关键字才得以重获生机. volatile 关键字作用是,使系统中所有线程对该关键字修饰的变量共享可见,可以禁止线程的工作内存对volatile修饰的变量进行缓存. volatile 2个使用场景: 1.可见性:Java提供了volatile关键字来保证可见性. 当一个共享变量被volatile修饰时,它会保证修

  • Java 中DateUtils日期工具类的实例详解

    Java 中DateUtils日期工具类的实例详解 介绍 在java中队日期类型的处理并不方便,通常都需要借助java.text.SimpleDateFormat类来实现日期类型 和字符串类型之间的转换,但是在jdk1.8之后有所改善,jdk1.7以及之前的版本处理日期类型并不方便, 可以借助Joda Time组件来处理,尤其是日期类型的一些数学操作就更是不方便. java代码 /** * * 日期工具类 java对日期的操作一直都很不理想,直到jdk1.8之后才有了本质的改变. * 如果使用的

  • java中 String和StringBuffer的区别实例详解

    java中 String和StringBuffer的区别实例详解 String: 是对象不是原始类型.            为不可变对象,一旦被创建,就不能修改它的值.            对于已经存在的String对象的修改都是重新创建一个新的对象,然后把新的值保存进去.            String 是final类,即不能被继承. StringBuffer: 是一个可变对象,当对他进行修改的时候不会像String那样重新建立对象            它只能通过构造函数来建立,  

  • Java中遍历ConcurrentHashMap的四种方式详解

    这篇文章主要介绍了Java中遍历ConcurrentHashMap的四种方式详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 方式一:在for-each循环中使用entries来遍历 System.out.println("方式一:在for-each循环中使用entries来遍历");for (Map.Entry<String, String> entry: map.entrySet()) { System.out.pr

  • java中的i++和++i的区别详解

    java中的前加加++和后加加++,有很多人搞的很晕,不太明白!今天我举几个例子说明下前++和后++的区别! 其实大家只要记住一句话就可以了,前++是先自加再使用而后++是先使用再自加! 前++和后++总结:其实大家只要记住一句话就可以了,前++是先自加再使用而后++是先使用再自加! 请大家看下面的例子就明白了! public class Test { public static void main(String[] args) { //测试,前加加和后加加 //前++和后++总结:其实大家只要

  • java中关于return返回值的用法详解

    我们输入一个条件时,系统就会对这个条件进行判断,然后给出一个返回时的结论,我们把这个结果看做是返回值.在java里可以使用return语句来进行返回,从字面意思就能很好的理解它的用法了.下面我们就return的有无返回值进行分类展示,同时带来代码的实例分享. 1.定义 return语句可以使其从当前方法中退出,返回到调用该方法的语句处,继续程序的执行. 2.返回语句两种格式 有返回值: (1)return 返回值: (2)return 0 代表程序正常退出, (3)return 1 代表程序异常

  • Java中BigDecimal类的add()的使用详解

    Java中的BigDecimal类的使用: 使用Java中的BigDecimal可以进行精确的计算,但是在使用BigDecimal时我们需要注意它的add()方法,使用它自身的add( )方法并不会改变它原始的值,因为初始化BigDecimal是创建一个了个对象,使用add()方法时也等于是创建了一个对象,若要保存这个对象需要再创建一个对象. 句法: public BigDecimal add(BigDecimal val); public BigDecimal add(BigDecimal v

随机推荐