深入JVM内核（一）JVM内存区域与运行机制

date: 2018-10-03 13:01:52

JVM启动流程

JVM基本结构

程序计数器

• 每个线程拥有一个PC寄存器
• 在线程创建时创建
• 指向下一条指令的地址
• 执行本地方法师，PC的值为undefined

方法区

• 所有线程共享
• 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堆

• 所有线程共享
• 和程序开发密切相关
• 几乎所有的对象实例都在这里分配内存
• 对分代GC来说，堆也是分代的
• GC的主要工作区间

Java虚拟机栈

• 线程私有
• 生命周期与线程相同
• 栈由一系列帧组成（因此Java栈也叫做栈帧）
• 帧用于存储局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口等信息
• 方法从调用到执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程
• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常

本地方法栈

• Java虚拟机栈发挥的作用相似
• 区别在于：
  • 虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务
  • 本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务

堆、栈、方法区的交互

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();
}

public class Sample {
    //运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区
    private name;
    //new Sample实例后， name 引用放入栈区里， name 对象放入堆里
    public Sample(String name) {
        this .name = name;
    }
    //print方法本身放入 方法区里。
    public void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}

JVM内存模型

内存模型

• 每一个线程有一个工作内存和主存独立
• 工作内存存放主存中变量的值的拷贝

• 当数据从主内存复制到工作存储时，必须出现两个动作：第一，由主内存执行的读（read）操作；第二，由工作内存执行的相应的load操作；当数据从工作内存拷贝到主内存时，也出现两个操作：第一个，由工作内存执行的存储（store）操作；第二，由主内存执行的相应的写（write）操作.
• 每一个操作都是原子的，即执行期间不会被中断
• 对于普通变量，一个线程中更新的值，不能马上反应在其他线程中
  如果需要在其他线程中立即可见，需要使用 volatile 关键字

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参考：

• 周志明. 深入理解JVM虚拟机