Aufteilung der Speicherbereiche in Java

Was ist JVM?

JVM ist die Abkürzung für Java Virtual Machine. Dabei handelt es sich um einen fiktiven Computer, der durch Simulation verschiedener Computerfunktionen simuliert wird. Die Java Virtual Machine umfasst eine Reihe von Bytecode-Anweisungen, eine Reihe von Registern, einen Stapel, einen Garbage-Collection-Heap und ein Speichermethodenfeld.

JVM schützt Informationen zu bestimmten Betriebssystemplattformen, sodass Java-Programme nur Zielcode (Bytecode) generieren müssen, der auf der Java Virtual Machine ausgeführt wird, und ohne Änderung auf mehreren Plattformen ausgeführt werden kann. Wenn die JVM Bytecode ausführt, interpretiert sie letztendlich den Bytecode in Maschinenanweisungen zur Ausführung auf der spezifischen Plattform.

JVM-Speicherbereich

JVM teilt den von ihm verwalteten Speicher zur Laufzeit in mehrere Bereiche auf, wobei jeder Bereich seinen eigenen Zweck und Lebenszyklus hat. Im Folgenden unterteilen wir die einzelnen Speicherpartitionsbilder:

Programmzählerregister (Programmzählerregister)

Das Der Programmzähler belegt eine kleine Menge Speicher. Seine Rolle kann als Indikator für den vom aktuellen Thread ausgeführten Bytecode angesehen werden. Durch Ändern des Werts des Zählers kann der nächste Bytecode-Befehl abgerufen werden.

Wenn der Programmzähler die Native-Methode ausführt, ist der Zählerwert leer (undefiniert).

Der Programmzähler ist Thread-privat und jedem Thread wird einer zugewiesen.

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Virtual Machine Stack (VM Stack)

Der Virtual Machine Stack wird ausgeführt Für den JVM-Java-Methodendienst wird bei der Ausführung jeder Methode ein Stapelrahmen erstellt, um die lokale Variablentabelle, den Operandenstapel, den dynamischen Link, den Methodenausgang und andere Informationen zu speichern. Vom Aufruf bis zum Ende der Ausführung jeder Methode entspricht dies dem Prozess des Verschiebens eines Stapelrahmens aus dem Stapel der virtuellen Maschine bis zum Herausspringen.

Die folgenden Daten werden in der lokalen Variablentabelle des Stapels der virtuellen Maschine gespeichert:

Basistypdaten (boolean, byte, char, short, int, float, long, double)

Objektreferenz (Referenztyp)

returnAddress-Typ (zeigt auf die Adresse einer Bytecode-Anweisung)

Es ist zu beachten, dass der für die lokale Variablentabelle benötigte Speicherplatz bestimmt wird Während der Kompilierung ändert sich die Größe nicht mehr.

Der Stapel der virtuellen Maschine ist ebenfalls Thread-privat, und jedem Thread wird einer zugewiesen.

JVM bietet zwei Ausnahmen für den Stapel der virtuellen Maschine:

StackOverflowError: Die vom Thread angeforderte Stapeltiefe ist größer als die von der virtuellen Maschine zulässige Tiefe.

OutOfMemoryError: Wenn der Stapel der virtuellen Maschine dynamisch erweitert werden kann, aber während der Erweiterung nicht genügend Speicher beantragt werden kann.

Nativer Methodenstapel

Der lokale Methodenstapel ähnelt dem virtuellen Maschinenstapel. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der lokale Methodenstapel speziell Dienste für native Methoden bereitstellt.

Native Methode: Die durch das Schlüsselwort Native in Java deklarierte Methode, die in einer Nicht-Java-Sprache implementiert ist, bezieht sich auf die von der lokalen Bibliothek bereitgestellte Sprachmethode eines Drittanbieters.

Der lokale Methodenstapel ist ebenfalls Thread-privat und jedem Thread wird einer zugewiesen.

Heap

Der Heap ist ein von allen Threads gemeinsam genutzter Speicherbereich. Er wird beim Start der JVM erstellt. Er ist im Allgemeinen der größte Speicherplatz in der JVM. Der Garbage Collector (Der von GC verwaltete Hauptbereich).

Die im Heap gespeicherten Hauptdaten sind:

Objekte

Arrays

Der Heap kann physisch diskontinuierlich sein, solange er logisch kontinuierlich ist. und damit einen erweiterbaren Speicherbereich.

Wenn die Heap-Speichergröße nicht ausreicht, um das Objekt oder Array zu erstellen, und nicht erweitert werden kann, wird eine OutOfMemoryError-Ausnahme ausgelöst.

Methodenbereich

Der Methodenbereich ist auch ein Speicherbereich, der von allen Threads gemeinsam genutzt wird.

Die im Methodenbereich gespeicherten Hauptdaten sind:

Klasseninformationen, die von der JVM geladen wurden

Konstante (ab jdk1.7 hat der Laufzeitkonstantenpool wurde auf den Heap verschoben)

Statische Variablen

Vom Just-in-Time-Compiler kompilierter Code und andere Daten

Garbage Collector (GC) erscheint selten in diesem Bereich und Das Hauptziel des Speicherrecyclings ist das ständige Pool-Recycling und Entladen von Typen.

Wenn der Methodenbereich die Speicherzuweisungsanforderungen nicht erfüllen kann, wird eine OutOfMemoryError-Ausnahme ausgelöst.

Konstantenpool (Laufzeitkonstantenpool)

Der Konstantenpool ist Teil des Methodenbereichs und wird zum Speichern verschiedener Literale und Symbolreferenzen verwendet, die während der Kompilierung generiert werden. Konstanten können sowohl zur Kompilierungszeit als auch zur Laufzeit in den Pool eingefügt werden (String's intern()). Der Speicher ist begrenzt und eine OutOfMemoryError-Ausnahme wird ausgelöst, wenn er nicht beantragt werden kann.

Ab jdk1.7 wurde der Laufzeitkonstantenpool auf den Heap verschoben.

Direkter Speicher

Direkter Speicher ist weder der Datenbereich des JVM-Laufzeitspeichers, noch ist er in der JVM-Spezifikation definierter Speicher.

Der direkte Speicher belegt die Größe des physischen Speichers. Bei der Zuweisung von JVM-Speicher muss darauf geachtet werden, dass beim dynamischen Erweitern des Speichers eine OutOfMemoryError-Ausnahme auftritt.

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