【JVM】内存管理

发表于 2025-01-17 分类于 JVM

1. JVM 内存区域划分

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无论是虚拟机栈、还是本地方法栈，都是栈空间，区别只是在于是用来记录本地方法产生的栈帧还是 Java 方法产生的栈帧；

和我们理解的栈类似，拥有先进后出的特性；每一个线程独占的空间

栈内元素称为「栈帧」，JVM 每执行一个方法，就会往栈内压入一个「栈帧」，栈帧内记录着方法执行需要的一些元素，例如局部变量表；局部变量表记录在编译期可以确定的一些变量，简单可以理解成 Java 方法内的临时变量；
JVM 在执行方法的时候，就会往栈中压入一个栈帧，方法执行完成则将栈帧弹出；
局部变量表所占用的空间往往都是确定的，因为一个方法内的局部变量的数量总是确定的；
注意👀，局部变量表占用空间的大小是确认的，不代表其所占用的内存大小是固定，因为存在「递归」调用的情况，以及各种逻辑判断的存在，有些方法是不会执行~

堆是 JVM 内存管理中最大的一块区域，Java 所有的对象实例数组都诞生于此，相较于程序计数器、栈为线程私有的空间，堆空间为所有线程共享的空间；堆空间的大小是 JVM 启动的时候就确定的，可以通过 Xms 和 Xmx 参数设定堆空间大小

一般 Xms 和 Xmx 都是设定的相同大小，即一开始就明确堆空间大小，避免在运行期间发生堆空间的伸缩，对服务性能造成影响。

堆空间是垃圾收集器的主要区域，因为占用空间最大，「垃圾」产生最多，所谓「垃圾」即方法在运行过程中创建出来的作用域仅在方法内的对象实例，在方法运行结束，该对象实例就已经没有用了，其所占用的内存空间应该会清理回收，以提供给到新的对象实例创建。

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每一个对象实例在堆空间所占用的空间，都有以下几部分组成

存储的数据主要包含两部分：

存储非静态（非 static）的实例变量相关值，主要是指基本类型（int、long、char等）和引用类型

为了提高CPU访问速度，JVM 可能会根据不同平台的要求进行字节对齐。

与堆空间一样，为所有线程共享的空间，主要是用来存储类型信息、常量、静态变量、运行时常量池等数据；简单来讲就是「类级别」的相关数据都在方法区中，实例级别的数据则存储在堆中。

字符串常量池在 Java 7 之前是存储在永久代，在 Java 7 之后移到了堆空间中

经过编译后生成的 Class 文件除了包含类的版本、字段、方法、接口等描述信息，还包含一个静态常量池表，其中就存储在编译期间就能够确认的各种字面量和符号引用；在运行阶段会讲静态常量池的字面量加载到运行时常量池中，符号引用则是在经过链接、解析之后转化成直接引用，也会被加载到运行时常量池中。

简单来理解就是编译期可以确定的「常量」值；不会随着运行变化的值

字符串字面量：如 “Hello, World!”。
数值字面量：如整数 42 或浮点数 3.14。
字符字面量：如 ‘A’。
布尔字面量：如 true 或 false。
类或接口的字面量：如使用 Class.forName(“java.lang.String”) 时，字符串 “java.lang.String” 就是一个类字面量。

符号引用简单来讲就是用来在编译期用来唯一标识类、接口、方法、字段；因为编译期还没有实际分配内存，所以用符号引用来「暂替」，在经过解析之后就会转化成实际指向内存的地址，称为「直接引用」，而直接引用也会被存储在运行时常量池中，直接进行使用。