JVM和JMM的关系
java内存模型(以下简称jmm)和java虚拟机模型(以下简称jvm)之间的关系。一 jvm结构jvm的内部结构如下图所示,这张图很清楚形象的描绘了整个JVM的内部结构,以及各个部分之间的交互和作用。1 Class Loader(类加载器)就是将Class文件加载到内存,再说的详细一点就是,把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用
java内存模型(以下简称jmm)和java虚拟机模型(以下简称jvm)之间的关系。
一 jvm结构
jvm的内部结构如下图所示,这张图很清楚形象的描绘了整个JVM的内部结构,以及各个部分之间的交互和作用。
1 Class Loader(类加载器)就是将Class文件加载到内存,再说的详细一点就是,把描述类的数据从Class文件加载到内存,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型,这就是类加载器的作用。
2 Run Data Area(运行时数据区) 就是我们常说的JVM管理的内存了,也是我们这里主要讨论的部分。运行数据区是整个JVM的重点。我们所有写的程序都被加载到这里,之后才开始运行。这部分也是我们这里将要讨论的重点。
3 Execution engine(执行引擎) 是Java虚拟机最核心的组成部分之一。执行引擎用于执行指令,不同的java虚拟机内部实现中,执行引擎在执行Java代码的时候可能有解释执行(解释器执行)和编译执行(通过即时编译器产生本地代码执行,例如BEA JRockit),也有可能两者兼备。任何JVM specification实现(JDK)的核心都是Execution engine,不同的JDK例如Sun 的JDK 和IBM的JDK好坏主要就取决于他们各自实现的Execution engine的好坏。
4 Native interface 与native libraries交互,是其它编程语言交互的接口。当调用native方法的时候,就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界,所以也很容易出现JVM无法控制的native heap OutOfMemory。
二 Run Data Area(运行时数据区)
数据 | 描述 |
Program Counter Register | 程序计数器,线程私有、指向下一条要很执行的指令 |
Java Stack | Java虚拟机栈,线程私有,生命周期与线程相同。描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口 |
Native Method Stack | 为虚拟机使用到的Native 方法服务 |
Heap | 线程共享,由于现在收集器基本采用的分代收集算法,所以Java堆中还可以细分:新生代和老生代;更细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。所有的对象实例以及数组都要在堆上分配,是垃圾收集器管理的主要区域 |
Method Area | 方法区,别名叫做非堆(Non-Heap),线程共享的内存区域。目的是与Java堆区分开来,存储类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。 方法区存放的信息包括: A 类的基本信息: 1.每个类的全限定名 2.每个类的直接超类的全限定名(可约束类型转换) 3.该类是类还是接口 4.该类型的访问修饰符 5.直接超接口的全限定名的有序列表 B 已装载类的详细信息 1.运行时常量池:在方法区中,每个类型都对应一个常量池,存放该类型所用到的所有常量,常量池中存储了诸如文字字符串、final变量值、类名和方法名常量。它们以数组形式通过索引被访 问,是外部调用与类联系及类型对象化的桥梁。(存的可能是个普通的字符串,然后经过常量池解析,则变成指向某个类的引用) 2.字段信息:字段信息存放类中声明的每一个字段的信息,包括字段的名、类型、修饰符。字段名称指的是类或接口的实例变量或类变量,字段的描述符是一个指示字段的类型的字符串,如private A a=null;则a为字段名,A为描述符,private为修饰符。 3.方法信息:类中声明的每一个方法的信息,包括方法名、返回值类型、参数类型、修饰符、异常、方法的字节码。(在编译的时候,就已经将方法的局部变量、操作数栈大小等确定并存放在字节码中,在装载的时候,随着类一起装入方法区。) 4.静态变量:就是类变量,类的所有实例都共享,我们只需知道,在方法区有个静态区,静态区专门存放静态变量和静态块。 5.到类classloader的引用:到该类的类装载器的引用。 6.到类class 的引用:jvm为每个加载的类型(译者:包括类和接口)都创建一个java.lang.Class的实例。而jvm必须以某种方式把Class的这个实例和存储在方法区中的类型数据联系起来。 |
三 jmm
Java内存模型(Java Memory Model,JMM)JMM主要是为了规定了线程和内存之间的一些关系。根据JMM的设计,系统存在一个主内存(Main Memory),Java中所有变量都储存在主存中,对于所有线程都是共享的。每条线程都有自己的工作内存(Working Memory),工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝,线程对所有变量的操作都是在工作内存中进行,线程之间无法相互直接访问,变量传递均需要通过主存完成。
四 jvm和jmm之间的关系
jmm中的主内存、工作内存与jvm中的Java堆、栈、方法区等并不是同一个层次的内存划分,这两者基本上是没有关系的,如果两者一定要勉强对应起来,那从变量、主内存、工作内存的定义来看,主内存主要对应于Java堆中的对象实例数据部分,而工作内存则对应于虚拟机栈中的部分区域。从更低层次上说,主内存就直接对应于物理硬件的内存,而为了获取更好的运行速度,虚拟机(甚至是硬件系统本身的优化措施)可能会让工作内存优先存储于寄存器和高速缓存中,因为程序运行时主要访问读写的是工作内存。
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