Java虛擬機器學習 - 體繫結構 記憶體模型

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• 一：Java技術體系模組圖

• 二：JVM記憶體地區模型

1.方法區

也稱"永久代” 、“非堆”，  它用於儲存虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、是各個線程共用的記憶體地區。預設最小值為16MB，最大值為64MB，可以通過-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 參數限制方法區的大小。

運行時常量池：是方法區的一部分，Class檔案中除了有類的版本、欄位、方法、介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池，用於存放編譯器產生的各種符號引用，這部分內容將在類載入後放到方法區的運行時常量池中。

2.虛擬機器棧

描述的是java 方法執行的記憶體模型：每個方法被執行的時候 都會建立一個“棧幀”用於儲存局部變數表(包括參數)、操作棧、方法出口等資訊。每個方法被調用到執行完的過程，就對應著一個棧幀在虛擬機器棧中從入棧到出棧的過程。聲明周期與線程相同，是線程私人的。

 局部變數表存放了編譯器可知的各種基礎資料型別 (Elementary Data Type)(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、對象引用(引用指標，並非對象本身)，其中64位長度的long和double類型的資料會佔用2個局部變數的空間，其餘資料類型只佔1個。局部變數表所需的記憶體空間在編譯期間完成分配，當進入一個方法時，這個方法需要在棧幀中分配多大的局部變數是完全確定的，在運行期間棧幀不會改變局部變數表的大小空間。

3.本地方法棧

 與虛擬機器棧基本類似，區別在於虛擬機器棧為虛擬機器執行的java方法服務，而本地方法棧則是為Native方法服務。

4.堆 

也叫做java 堆、GC堆是java虛擬機器所管理的記憶體中最大的一塊記憶體地區，也是被各個線程共用的記憶體地區，在JVM啟動時建立。該記憶體地區存放了對象執行個體及數組(所有new的對象)。其大小通過-Xms(最小值)和-Xmx(最大值)參數設定，-Xms為JVM啟動時申請的最小記憶體，預設為作業系統實體記憶體的1/64但小於1G，-Xmx為JVM可申請的最大記憶體，預設為實體記憶體的1/4但小於1G，預設當空餘堆記憶體小於40%時，JVM會增大Heap到-Xmx指定的大小，可通過-XX:MinHeapFreeRation=來指定這個比列；當空餘堆記憶體大於70%時，JVM會減小heap的大小到-Xms指定的大小，可通過XX:MaxHeapFreeRation=來指定這個比列，對於運行系統，為避免在運行時頻繁調整Heap的大小，通常-Xms與-Xmx的值設成一樣。

由於現在收集器都是採用分代收集演算法，堆被劃分為新生代和老年代。新生代主要儲存新建立的對象和尚未進入老年代的對象。老年代儲存經過多次新生代GC(Minor GC)任然存活的對象。

新生代：

 程式新建立的對象都是從新生代分配記憶體，新生代由Eden Space和兩塊相同大小的Survivor Space(通常又稱S0和S1或From和To)構成，可通過-Xmn參數來指定新生代的大小，也可以通過-XX:SurvivorRation來調整Eden Space及Survivor Space的大小。

老年代：

用於存放經過多次新生代GC任然存活的對象，例如緩衝對象，建立的對象也有可能直接進入老年代，主要有兩種情況：①.大對象，可通過啟動參數設定-XX:PretenureSizeThreshold=1024(單位為位元組，預設為0)來代表超過多大時就不在新生代分配，而是直接在老年代分配。②.大的數組對象，切數組中無引用外部對象。

老年代所佔的記憶體大小為-Xmx對應的值減去-Xmn對應的值。

5.程式計數器 

是最小的一塊記憶體地區，它的作用是當前線程所執行的位元組碼的行號指標，在虛擬機器的模型裡，位元組碼解譯器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的位元組碼指令，分支、迴圈、異常處理、線程恢複等基礎功能都需要依賴計數器完成。

• 三：直接記憶體

直接記憶體並不是虛擬機器記憶體的一部分，也不是Java虛擬機器規範中定義的記憶體地區。jdk1.4中新加入的NIO，引入了通道與緩衝區的IO方式，它可以調用Native方法直接分配堆外記憶體，這個堆外記憶體就是本機記憶體，不會影響到堆記憶體的大小。

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