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Java内存管理与加载机制

创建时间:2017-12-21 投稿人: ╭( ′• o •′ )╭☞ 浏览次数:206

JAVA的JVM的内存主要可分为3个区:堆(heap)、栈(stack)和方法区(method)

堆中存放的是对象本身,对象成员包括:全局变量,静态变量,静态方法,普通方法。堆中存放的是对象的结构信息。全局变量、静态变量、静态方法本身在方法区中,方法内的具体指令也在方法区中存放。当实际调用类的某个方法时,会读取方法区内的代码,转化为机器指令,压入栈中,执行。

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.

3.一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。

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)。

4.由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等.

栈区又分为:虚拟机栈和本地方法栈。区别是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。

静态区/方法区:

1.方法区又叫静态区,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。

3.全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。

方法区(Method Area)与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据

Java内存管理与加载机制

程序计数器

当前线程所执行的字节码的行号指示器。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、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间的计数器互不影响,独立存储,我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

下面,介绍jvm的执行模型。

jvm的核心功能(程序集加载、内存管理、安全性、异常处理和线程同步)。

第一步:编译器将代码编译为字节码文件。

第二步:类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它:将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中,将其放在运行时数据区的方法区内,然后在堆区创建一个java.lang.Class对象,用来封装类在方法区内的数据结构。

类的加载分三个步骤:装载、链接、初始化。

装载:查找并加载类的二进制数据(查找和导入Class文件)。

链接细分为3步:验证、准备(为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值)、解析(把类中的符号引用转换为直接引用)。

初始化:对类的静态变量,静态代码块执行初始化操作。

第三步:使用解释器或编译器(JIT),当执行某行代码时,将代码中用到的类似成员代码,转换成机器指令。JIT只会对经常执行的字节码进行编译,JIT会把编译后的机器码保存起来,以备下次使用。

.net的执行模型

.net的执行模型,和java的不同。

程序启动后,在mian方法执行之前,clr会分配一个内存结构,记录用到的类中的各个方法和属性的地址(根据此地址可以找到方法在class文件中的实现,或除class的其他渠道,譬如:网络、动态生成、数据库等)。当类的某个方法被首次调用时,clr的JIT会在定义(该类型)的程序集的元数据中查找被调用方法的IL,接着,JIT验证IL代码,并编译成本机cpu指令,保存在内存中。JIT之后,会修改之前的地址,使其指向本机cpu指令。

clr的JIT,也会将“热点代码”的本机代码,长期保存在方法区中,方便后续直接使用,提高效率。

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