javaSE学习-基础3-java内存分析

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java内存分配

java程序是在jvm上运行的，所以java程序的内存分配是由jvm进行分配管理的

java程序在运行时会分配以下几个区域：

  • 程序计数器：又叫寄存器
  • 栈：保存局部变量
  • 堆：存放动态产生的数据，如new出来的对象
  • 方法区：存储被jvm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
  • 常量池：存放常量；存在于方法区（在堆中）
  • 代码段：存放源程序代码
  • 数据段：存放static修饰的静态成员

程序计数器

JVM支持多个线程同时运行，当每一个新线程被创建时，它都将得到它自己的PC寄存器（程序计数器）。 计数器是每个线程独有的一个内存区域

线程执行java方法，PC寄存器的值将总是指向下一条将被执行的指令，如果方法是 native 的，程序计数器寄存器的值为空

栈（stack）

栈的基本知识

方法被执行时，会创建一个栈帧。

  • 存放内容：局部变量-基本类型的变量（byte、short、int、long、float、double）、对象的引用；操作数栈；帧数据区
  • 特点：存取速度快；数据的生命周期是方法的运行期间
  • 在执行方法时，方法所需的局部变量空间已经建立，方法中定义一个变量，java为变量分配内存空间；当变量的作用域消失，java自动释放掉为该变量分配的内存空间
栈的原理

栈是以帧为单位保存线程的状态

运行一个java程序，jvm创建一个线程，并且为这个线程分配一个栈，java程序的执行是对栈进行操作，程序中的方法在执行时会创建一个栈帧，每个方法的运行就是对栈进行入栈到出栈的操作；

java程序运行，此程序线程激活程序中的方法，jvm就会创建一个栈帧压入此线程的栈中，这个栈帧会存放当前激活方法的参数、方法局部变量等等

javaSE_基础_内存_栈帧

栈的异常

创建栈帧时没有内存空间，JVM就会抛出StackOverflowError异常

如果栈扩展时无法申请到足够的内存，将抛出OutOfMemoryError异常

堆（Heap）

栈的基本知识

堆内存：
jvm启动后便会创建一个堆；

  • 存放内容：java程序运行时创建的类实例和数组等对象实例
  • 特点：可以在运行时动态的分配内存大小；存取速度慢
  • 堆内存中出现不再指向的对象，java的垃圾回收器便会定时清理
  • 堆内存因为空间满了而无法再进行扩展分配内存时，会抛出java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space异常
堆原理

堆是jvm管理所有内存中最重要的一块，所有线程共享的一块区域，在虚拟机jvm启动时创建

堆中存放所有的对象实例，但是对象的引用存在在栈中；

堆空间的释放

jvm对栈中存放的变量，当程序方法运行结束，jvm会自动释放这些变量的内存空间；而对于堆中创建的对象内存空间，在对象不再被使用时，jvm不会自动释放，而是由垃圾收集器进行回收

java垃圾回收器：垃圾收集器基本上都是采用分代收集算法，所以java堆分为新生代和老生代

堆是垃圾收集器主要管理的一部分区域，又称为GC堆

方法区

方法区是被java所有线程共享的内存区域，用于存储已被jvm加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的.class文件中的数据。

方法区无法申请到内存时，将抛出OutOfMemoryError异常

常量池

常量池是方法区的一部分

jvm会为每一个编译后的类创建一个常量池；类编译class文件时，还会生成各种直接常量（基本类型变量、string）和其他类型、方法等符号引用，这部分数据会被存放在常量池中

常量池具有动态性，编译时产生常量池，将.class文件的数据存放进去，在运行期间也可以将新常量放入，如string类的intern()方法可以做到；所以常量池又称为运行时常量池

对象内存分析

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class Phone{
	String brand;
	String color;
 	int price;
	Phone(String brand,String color,int price){
		this.brand = brand;
		this.color = color;
		this.price = price;
	}
	public void call(String name){...}
	public void sendMessage(String name){...}
}
class PhoneAct{
	public static void main(String[] args){
		Phone p = new Phone("三星","银色",3000);
	}
	p.call("爸爸");
	p.sendMessage("妈妈");
	Phone p2 = new Phone("苹果","金色",6000);  
	p.claa(“朋友”);
}

以下是内存分析图

javaSE_基础_内存_对象内存图