前言

上篇文章我們一起了解了jvm虛擬機(jī)類(lèi)的加載機(jī)制，而且是以一種純大白話(huà)進(jìn)行的一場(chǎng)閑聊，相信小伙伴們應(yīng)該印象深刻，感興趣的小伙伴可以重溫一下上一篇文章大白話(huà)談JVM的類(lèi)加載機(jī)制。

當(dāng)jvm加載了類(lèi)后，會(huì)把需要使用的對(duì)象放入到內(nèi)存當(dāng)中，那么jvm的內(nèi)存模型是什么樣的呢？

今天我們就來(lái)探索一下jvm的內(nèi)存模型。由于有小伙伴反映想加些圖更容易理解，王子接下來(lái)的文章打算用更多的圖例來(lái)講解。

方法區(qū)

很多小伙伴之前也了解過(guò)jvm的內(nèi)存模型，知道有方法區(qū)這個(gè)東西，但可能了解的不是很詳細(xì)。

其實(shí)方法區(qū)是在JDK1.8以前的版本里存在的一塊內(nèi)存區(qū)域，主要就是存放從class文件里加載進(jìn)來(lái)的類(lèi)的，而且常量池也是在這塊區(qū)域內(nèi)的。

但是在JDK1.8之后，這塊區(qū)域搖身一變，換了名字，叫做“Metaspace”，翻譯過(guò)來(lái)就是“元數(shù)據(jù)空間”的意思。當(dāng)然它只是改了個(gè)名，實(shí)現(xiàn)的功能是沒(méi)變的。

程序計(jì)數(shù)器

假設(shè)我們的代碼是這樣的：

public class Main {
 public static void main(String[] args) {
  SysUser sysUser = new SysUser();
  sysUser.setAvatar("1");
 }
}

這個(gè)是我們的java代碼，是面向我們開(kāi)發(fā)者的，然后會(huì)編譯成class字節(jié)碼文件，在class字節(jié)碼文件中存放的是一條條的字節(jié)碼命令，他對(duì)應(yīng)了一條條的機(jī)器指令，計(jì)算機(jī)只有讀到機(jī)器指令才知道它要干什么。

所以當(dāng)JVM加載類(lèi)信息后，實(shí)際上就是使用字節(jié)碼執(zhí)行引擎去執(zhí)行我們的代碼編譯出來(lái)的一條條字節(jié)碼指令，如下圖。

那么在執(zhí)行字節(jié)碼指令的時(shí)候，jvm是怎么知道該執(zhí)行哪條指令了呢？這時(shí)候程序計(jì)數(shù)器就出現(xiàn)了。

它就是用來(lái)記錄當(dāng)前執(zhí)行的字節(jié)碼指令位置的。

另外，小伙伴們都知道，JVM是支持多線(xiàn)程的，所以如果我們開(kāi)啟了多線(xiàn)程，就會(huì)有多個(gè)線(xiàn)程在執(zhí)行不同的字節(jié)碼指令，為了他們之間的字節(jié)碼指令不會(huì)混在一起，所以每個(gè)線(xiàn)程都會(huì)有自己的程序計(jì)數(shù)器，用來(lái)記錄每個(gè)線(xiàn)程自己的指令現(xiàn)在執(zhí)行到哪一條了，如下圖：

JAVA虛擬機(jī)棧

我們現(xiàn)在知道，jvm執(zhí)行class中指令時(shí)是通過(guò)程序計(jì)數(shù)器來(lái)鎖定執(zhí)行的指令位置的，但是在我們執(zhí)行的方法里，會(huì)有很多的局部變量等數(shù)據(jù)，虛擬機(jī)棧就是用來(lái)保存方法的局部變量的，而且每個(gè)線(xiàn)程都會(huì)有自己的虛擬機(jī)棧，比如我們之前的代碼：

public class Main {
 public static void main(String[] args) {
  SysUser sysUser = new SysUser();
  sysUser.setAvatar("1");
 }
}

這個(gè)代碼會(huì)啟動(dòng)一個(gè)main線(xiàn)程，并把局部變量sysUser保存到棧中。

如果線(xiàn)程執(zhí)行了一個(gè)方法，就會(huì)對(duì)這個(gè)方法調(diào)用創(chuàng)建一個(gè)棧幀，然后就是所謂的壓棧操作（先進(jìn)后出），如下：

然后我們代碼繼續(xù)執(zhí)行，調(diào)用了setAvatar方法，那么就會(huì)繼續(xù)創(chuàng)建棧幀，如下：

當(dāng)setAcatar方法執(zhí)行完畢，就會(huì)對(duì)方法的棧幀執(zhí)行出棧操作。

以上就是JAVA虛擬機(jī)棧這一部分的作用，簡(jiǎn)單概括就是：調(diào)用方法就創(chuàng)建棧幀，壓棧，方法執(zhí)行完就執(zhí)行出棧操作。

JAVA堆內(nèi)存

說(shuō)完了java虛擬機(jī)棧，那我們?cè)賮?lái)說(shuō)一個(gè)很重要的內(nèi)存區(qū)域java堆內(nèi)存，它是用來(lái)存放我們代碼中創(chuàng)建的各種對(duì)象的。

還是以剛才的代碼為例，當(dāng)我們執(zhí)行new SysUser()的時(shí)候，就創(chuàng)建了一個(gè)SysUser實(shí)例對(duì)象，而這個(gè)對(duì)象本身又會(huì)有很多的屬性和方法，這樣的實(shí)例化對(duì)象的數(shù)據(jù)就是存放在堆內(nèi)存中的。

而這個(gè)時(shí)候我們?cè)跅Ｖ写鎯?chǔ)的局部變量實(shí)際上存的就是這個(gè)對(duì)象的內(nèi)存地址，也可以理解為一個(gè)引用地址。如下圖：

到這里JVM的內(nèi)存區(qū)域已經(jīng)和小伙伴們介紹完了，給大家來(lái)一張整體的內(nèi)存區(qū)域圖，以便理解：

其他內(nèi)存區(qū)域

除了前文我們介紹的內(nèi)存區(qū)域，jdk的api中（io、nio、socket）相關(guān)，其實(shí)它們的內(nèi)部已經(jīng)不是java代碼了，而是調(diào)用了native方法調(diào)用了本地操作系統(tǒng)的一些方法，可能是c語(yǔ)言編寫(xiě)的或者是一些底層類(lèi)庫(kù)。

在調(diào)用native方法的時(shí)候，線(xiàn)程就會(huì)對(duì)應(yīng)本地方法棧，這個(gè)是于java虛擬機(jī)棧類(lèi)似的東東，放的就是native方法的各種局部變量表。

除此之外還有一個(gè)區(qū)域，是不屬于JVM的，通過(guò)NIO的allocateDirect的api，可以在堆外分配內(nèi)存空間，從而直接操作堆外的內(nèi)存空間數(shù)據(jù)。

有些場(chǎng)景下，堆外內(nèi)存空間會(huì)提升性能，這個(gè)問(wèn)題我們之后再逐步探索，今天就不說(shuō)這個(gè)了。

總結(jié)

本文到這里就結(jié)束啦，王子采納了一些小伙伴的意見(jiàn)，畫(huà)了很多圖有助于小伙伴們更好的理解，希望能夠幫到大家。

那我們下篇文章見(jiàn)。

以上就是圖解JVM內(nèi)存模型的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于JVM內(nèi)存模型的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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