JVM 的内存区域是如何划分的?

JVM 的内存区域是如何划分的?

JVM 的内存区域划分

JVM 在运行时会将内存划分为多个区域,用于管理程序运行时的不同类型数据。以下是 JVM 内存的主要划分:

1. 方法区(Method Area)

定义:

方法区是运行时数据区的一部分,用于存储类的元信息(元数据)以及与类相关的常量。

存储内容:

类的元信息(类名、访问修饰符、方法描述等)。

静态变量。

运行时常量池(编译时生成的常量,如字符串常量)。

方法的字节码。

特点:

是线程共享的区域。

JDK 8 之前称为永久代(PermGen),JDK 8 之后改为元空间(Metaspace),并从堆内存移到本地内存。

2. 堆区(Heap Area)

定义:

堆是 JVM 中最大的内存区域,主要用于存储对象实例和数组。

存储内容:

所有的对象实例。

数组。

特点:

是线程共享的区域。

垃圾回收(GC)主要针对堆区。

通常分为两部分:

年轻代(Young Generation):

分为 Eden 区、From Survivor 区、To Survivor 区。

新生对象首先分配在 Eden 区。

老年代(Old Generation):

存放生命周期较长的对象。

(JDK 8 之前还包括永久代,JDK 8 后移除)

3. Java 栈区(Java Stack Area)

定义:

每个线程在创建时会分配一个独立的 Java 栈,存储线程执行的局部变量和方法调用信息。

存储内容:

方法调用的局部变量。

每个方法调用对应一个栈帧(Frame),存储局部变量表、操作数栈、方法返回值等。

特点:

是线程私有的。

方法调用结束后,栈帧会被销毁。

内存回收由系统自动完成。

4. 程序计数器(Program Counter Register)

定义:

程序计数器是一个小内存区域,用于记录当前线程正在执行的字节码指令地址。

存储内容:

当前线程执行的字节码指令地址。

如果正在执行本地方法(Native Method),此计数器值为空。

特点:

是线程私有的。

不会发生内存溢出。

5. 本地方法栈(Native Method Stack)

定义:

本地方法栈为本地方法(非 Java 方法,如通过 JNI 调用的 C 或 C++ 方法)提供服务。

存储内容:

本地方法的调用信息。

本地方法的变量和数据。

特点:

是线程私有的。

类似于 Java 栈,但专用于本地方法。

JVM 内存结构示意图

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| 方法区 | <- 类的元信息、静态变量等(线程共享)

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| 堆区 | <- 对象实例和数组(线程共享)

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| 本地方法栈 | <- 本地方法调用信息(线程私有)

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| Java 栈 | <- 方法调用的局部变量(线程私有)

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| 程序计数器 | <- 当前字节码指令地址(线程私有)

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总结

方法区和堆区:

是线程共享的,存储全局数据和对象实例。

Java 栈、程序计数器、本地方法栈:

是线程私有的,存储局部数据和执行上下文。

垃圾回收:

主要针对堆区,其他区域的内存由 JVM 自动管理。

JVM 的内存划分提供了强大的运行时支持,不同区域分工明确,保证了程序的高效运行和内存管理的安全性。

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