jvm学习笔记（二）

jvm学习笔记（二）

文章目录

• jvm学习笔记（二）
• • 1.全部笔记链接
  • 2. Native关键字
  • 3.关于JVM规范
  • • • 3.1 JVM规范中运行时数据区的概念
  • 4.HotSpot的JVM运行时数据区
  • • • 4.1 JVM运行时数据区（HotSpot jdk1.7）
      • 4.2 JVM运行时数据区(HotSpot jdk1.8 )
  • 5. Java虚拟机栈
  • • • 5.1栈帧组成
  • 6.永久代的变化

1.全部笔记链接

JVM学习笔记（一）
JVM学习笔记（二）
JVM学习笔记（三）
JVM学习笔记（四）

（待更新…）

2. Native关键字

作用

Native关键字作用：调用底层C语言的库，也就是调用本地方法接口（JNI）

JNI的作用：扩展JAVA的使用，融合不同的编程语言。如：C，C++

Native Method stack（本地方法栈）：调用了的本地方法将在本地方法栈进行压栈，对本地方法进行登记。

3.关于JVM规范

Java语言和虚拟机规范：https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html

JAVA虚拟机规范是一种对JAVA虚拟机实现的规范要求，是由oracle制定的，而我们平时常说的JAVA虚拟机一般是指的一种具体的JAVA虚拟机规范的实现。

3.1 JVM规范中运行时数据区的概念

jvm规范中的运行时数据区包含了：

1. pc register（程序计数器）
2. 虚拟机栈
3. 堆
4. 方法区
5. 运行时常量池
6. 本地方法栈

程序计数器

Java虚拟机可以一次支持多个执行线程，每个Java虚拟机线程都有其自己的 pc（程序计数器）寄存器。在任何时候，每个Java虚拟机线程都在执行单个方法的代码，即该线程的当前方法。如果不是 native，则该pc寄存器包含当前正在执行的Java虚拟机指令的地址。如果线程当前正在执行的方法是native，则Java虚拟机的pc 寄存器值为null。

Java虚拟机栈

每个Java虚拟机线程都有一个私有Java虚拟机栈，与该线程同时创建。Java虚拟机栈类似于C之类的常规语言的栈：它保存局部变量表和部分结果，并在方法调用和返回中起作用。

堆

Java虚拟机具有一个在所有Java虚拟机线程之间共享的堆。堆是运行时数据区，从中分配了所有类实例和数组的内存。

堆是在虚拟机启动时创建的。对象的堆存储由自动存储管理系统（称为垃圾收集器）回收；对象永远不会显式释放。Java虚拟机不假定特定类型的自动存储管理系统，可以根据实现者的系统要求选择存储管理技术。堆的大小可以是固定的，也可以根据计算的需要进行扩展，如果不需要更大的堆，则可以将其收缩。堆的内存不必是连续的。

方法区

Java虚拟机具有在所有Java虚拟机线程之间共享的方法区域。该方法区域类似于常规语言的编译代码的存储区域，或者类似于操作系统过程中的“文本”段。它存储每个类的结构，例如运行时常量池，字段和方法数据，以及方法和构造函数的代码，包括用于类和实例初始化以及接口初始化的特殊方法

运行时常量池

它包含多种常量，范围从编译时已知的数字文字到必须在运行时解析的方法和字段引用。运行时常量池的功能类似于常规编程语言的符号表，尽管它包含的数据范围比典型的符号表还大。

本地方法栈

Java虚拟机的实现可以使用俗称“ C堆栈”的常规堆栈来支持native方法（以Java编程语言以外的其他语言编写的方法）。解释程序的实现也可以使用诸如C之类的语言来解释Java虚拟机的指令集，以使用native 本机方法栈。无法加载方法并且自身不依赖于常规堆栈的Java虚拟机实现不需要提供本机方法栈。如果提供，通常在创建每个线程时为每个线程分配本机方法堆栈。

4.HotSpot的JVM运行时数据区

**HotSpot 是JVM概念的一个实现。**它最初由Sun开发，现在由Oracle拥有。 JVM规范还有其他实现，例如 JRockit ，IBM J9 等等。

切忌将规范跟实现混为一谈。下面的JVM运行时数据区是根据HotSpot进行介绍的。

4.1 JVM运行时数据区（HotSpot jdk1.7）

JDK8 之前，Hotspot 中方法区的实现是永久代（Perm），JDK1.6运行时常量池在方法区里面，而永久代是方法区的实现，运行时所以常量池在永久代里面，而JDK1.7永久代开始退化，运行时常量池放在了堆中，并且提出了删除永久代的概念。

• 永久代（Perm）里面放的是：static，final，Class
• 运行时常量池：常量池被放到堆中（永久代开始退化）
• 局部变量表：存放了编译期可知的各种基本类型数据（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用、returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。

下图为JDK1.6的JVM运行时数据区：

4.2 JVM运行时数据区(HotSpot jdk1.8 )

JDK8 之前，Hotspot 中方法区的实现是永久代（Perm），JDK8 开始使用元空间（Metaspace），以前永久代所有内容的字符串常量移至堆内存，其他内容移至元空间，元空间直接在本地内存分配。

• 元空间（Metaspace）存放：static，final，Class等
• 运行时常量池：放到堆内存中

5. Java虚拟机栈

5.1栈帧组成

1. 局部变量表
2. 操作数栈
3. 动态连接
4. 方法返回地址

局部变量表：存放了编译期可知的各种基本类型数据（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用、returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。

操作数栈：存储方法内一些进行了运算操作后的结果。

动态链接：在方法内调用接口，通过字面量链接到具体的实现类，实现Java的动态特性。

方法出口（返回地址）：return或者发生Exception等。

6.永久代的变化

• JDK1.6之前：永久代，运行时常量池在方法区
• JDK1.7 ：永久代开始退化，提出去永久代，运行时常量池在堆中
• JDK1.8 ：无永久代，变成元空间