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认识JVM的内存模型

news 文章来源：https://blog.csdn.net/hcwdd/article/details/132644225 2025/1/26 15:38:42

从上一节了解到整个JVM大的内存区域，分为线程共享的heap（堆），MethodArea（方法区），和线程独享的 The pc Register（程序计数器）、Java Virtual Machine Stacks（Java虚拟机栈）、Native Method Stacks（本地方法栈），如下图

同时也大概了解到各个内存区域主要存储的数据类型，根据之前的了解，明白了作为开发者要关注的是堆、方法区和Java虚拟机栈，先从Java虚拟机栈开始

Java虚拟机栈

Java虚拟机栈是线程独享的一个栈结构，遵循先进后出的原则，栈中存放着一个一个栈帧，每个栈帧代表着一个方法的调用，或者说，每调用一个方法，就向该线程的虚拟机栈中压入一个栈帧，当方法执行完成就弹出，栈帧中存放着对应的方法执行的数据

栈帧

如上图所示，每个栈帧中存放着以下数据

局部变量表 Array数组，存放着方法内的变量
操作数栈栈结构，存放着操作数栈和中间计算结果，比如方法中代码int a=3，数值3就是操作数
动态链接一种用于实现运行时动态绑定的机制，主要是指在运行时确定引用方法的实际方法体，用于实现多态和动态绑定
返回地址当前方法执行结束后调用者的执行位置

通过代码和反编译代码理解Java虚拟机栈和栈帧

了解栈之后，需要明确一个事情，栈帧中局部变量表里的局部变量如果是引用类型，它实际存储的是内存地址，指向对应的堆中的对象
如下一段代码：

public class Person {public static int a = 100;public int b = 90;public static Object obj1 = new Object();public static int add(int i, int j) {Object obj2 = new Object();int k = 80;int result = i + j;return result;}public static void main(String[] args) {add(100,200);System.out.println("method add done");}
}
// 反编译后的指令码 只展示add方法
public static int add(int, int);Code:0: bipush        80 	//把数值80压入操作数栈的栈顶，供后续的运算或方法调用使用2: istore_2		   	//将操作数栈顶的整数值存储到局部变量表索引为2的位置3: iload_0			//从局部变量0中装载一个int类型值到操作数栈中4: iload_1			//加载位于局部变量表第2个位置的int类型变量5: iadd				//将两个栈顶的整数相加，然后将相加的结果压入栈顶6: istore_3			//将栈顶的整数存储到局部变量3中7: iload_3			//将第3个局部变量槽中的整型值加载到操作数栈的栈顶8: ireturn			//当前方法将执行完毕，并将栈顶的整数作为方法的返回值返回给调用者

根据上面代码，画出他在虚拟机栈中的存储

由上图也可以看出方法区和堆有互相引用
方法区中会存储静态变量，常量等信息，上面代码中public static Object obj1 = new Object();obj1存放在方法区中，对应的对象在堆中，就是方法区指向堆
对象头中记录的信息包含着指向对象对应的类元数据的内存地址，即堆指向了方法区

对象的内存布局

一个Java对象在内存中包括三个部分：对象头、示例数据和对齐填充

内存模型

根据以上信息引入Java虚拟机内存模型
主要是堆和非堆

堆

堆分为Yong区和Old区

Yong区

Yong区又分为Eden，S0和S1，或者将S0和S1成为from和to，主要是为了垃圾回收

Old区

对象在内存中存储的变化

首先创建对象会分配在Eden区
Eden区满，发生YongGC，扔存活的对象会放进S0，S0空间不足则直接放进Old区
Eden区再次满，再次YongGC，多次YongGC使得对象年龄超过15的放进Old区或当S区中某一年龄以上的对象占用到S区一半时，将该年龄和以上的所有对象放进Old区
Old区满是发生MajorGC，发生MajorGC时一般都伴随着YongGC，所以一般发生的是FullGC
当FullGC后仍无法存放时就会抛出OOM