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JVM 概述

2022-05-14  本文已影响0人  程序员札记

1 什么是JVM

JVM是JavaVirtualMachine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

2. JVM与操作系统

为什么要在程序和操作系统中间添加一个JVM? Java是一门抽象程度特别高的语言,提供了自动内存管理等一系列的特性。这些特性直接在操作系统上实现是不太可能的,所以就需要JVM进行一番转换。

image.png

从图中可以看到,有了JVM这个抽象层之后,Java就可以实现跨平台了。JVM只需要保证能够正确执行.class文件,就可以运行在诸如Linux、Windows、MacOS等平台上了。 而Java跨平台的意义在于一次编译,处处运行,能够做到这一点JVM功不可没。比如我们在Maven仓库下载同一版本的jar包就可以到处运行,不需要在每个平台上再编译一次。 现在的一些JVM的扩展语言,比如Clojure、JRuby、Groovy等,编译到最后都是.class文件,Java语言的维护者,只需要控制好JVM这个解析器,就可以将这些扩展语言无缝的运行在JVM之上了。

应用程序、JVM、操作系统之间的关系

image.png

JVM上承开发语言,下接操作系统,它的中间接口就是字节码。

3. JVM、JRE、JDK的关系

image.png

JVM是Java程序能够运行的核心。但需要注意,JVM自己什么也干不了,你需要给它提供生产原料(.class文件)。 仅仅是JVM,是无法完成一次编译,处处运行的。它需要一个基本的类库,比如怎么操作文件、怎么连接网络等。而Java体系很慷慨,会一次性将JVM运行所需的类库都传递给它。JVM标准加上实现的一大堆基础类库,就组成了Java的运行时环境,也就是我们常说的JRE(JavaRuntimeEnvironment) 对于JDK来说,就更庞大了一些。除了JRE,JDK还提供了一些非常好用的小工具,比如javac、java、jar等。它是Java开发的核心。 我们也可以看下JDK的全拼,JavaDevelopmentKit。JVM、JRE、JDK它们三者之间的关系,可以用一个包含关系表示。

image.png

4. Java虚拟机规范和Java语言规范的关系

image.png

左半部分是Java虚拟机规范,其实就是为输入和执行字节码提供一个运行环境。右半部分是我们常说的Java语法规范,比如switch、for、泛型、lambda等相关的程序,最终都会编译成字节码。而连接左右两部分的桥梁依然是Java的字节码。 如果.class文件的规格是不变,这两部分是可以独立进行优化的。但Java也会偶尔扩充一下.class文件的格式,增加一些字节码指令,以便支持更多的特性。 我们简单看一下一个Java程序的执行过程,它到底是如何运行起来的。

image.png

这里的Java程序是文本格式的。比如下面这段HelloWorld.java,它遵循的就是Java语言规范。其中,我们调用了System.out等模块,也就是JRE里提供的类库。

public class HelloWorld {
     public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

使用JDK的工具javac进行编译后,会产生HelloWorld的字节码。 我们一直在说Java字节码是沟通JVM与Java程序的桥梁,下面使用javap来稍微看一下字节码到底长什么样子。

0 getstatic#2<java/lang/System.out> //getstatic获取静态字段的值
3 ldc#3<HelloWorld> //ldc常量池中的常量值入栈
5 invokevirtual#4<java/io/PrintStream.println> //invokevirtual运行时方法绑定调用方法
8 return //void函数返回

Java虚拟机采用基于栈的架构,其指令由操作码和操作数组成。这些字节码指令,就叫作opcode。其中, getstatic、ldc、invokevirtual、return等,就是opcode,可以看到是比较容易理解的。 JVM就是靠解析这些opcode和操作数来完成程序的执行的。当我们使用Java命令运行.class文件的时候,实际上就相当于启动了一个JVM进程。然后JVM会翻译这些字节码,它有两种执行方式。常见的就是解释执行,将opcode+操作数翻译成机器代码;另外一种执行方式就是JIT,也就是我们常说的即时编译,它会在一定条件下将字节码编译成机器码之后再执行。

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机(JVM)是实现这一特点的关键。JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。之前市场上主要有三种主流的JVM,

后来Sun公司和BEA公司都被oracle收购,并且oracle采用Sun公司的HotSpot和BEA公司的JRockit两个JVM中精华退出了 jdk1.8 的JVM。
下图是JVM的结构,非常重要,尤其是运行时区域。


image.png

运行时数据区

JVM中最大的一块,主要用来存放对象实例和数组,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。线程共享,内部会划分出多个线程私有的分配缓冲区(TLAB)。可以位于物理上不连续的空间,但是逻辑上要连续。Java堆(Java Heap)是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的内存区域,在虚拟机启动的时候创建。

此内存区域的目的就是存储对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。从回收内存的角度看,由于现代垃圾收集器大部分都是基于分代理论设计的,所以Java堆中经常出现“新生代”、“老年代”、“永久代”、“Eden空间”、“From Survivor空间”、“To Survivor空间”等名词,这些区域划分仅仅是部分垃圾收集器的共同特性或者设计风格,而非某个Java虚拟机的具体实现的固有内存布局,更不是《Java虚拟机规范》里对Java堆的进一步划分。后边讲到的G1垃圾收集器就不是基于分代理论设计的。

Java堆是线程共享的,它的目的是存放对象实例。同时它也是GC所管理的主要区域,因此常被称为GC堆。根据虚拟机规范,Java堆可以存在物理上不连续的内存空间,就像磁盘空间逻辑上是连续的即可。它的内存大小可以设置为固定大小,也可以扩展。当前主流的虚拟机如HotSpot都能按扩展实现(通过设置 -Xmx和-Xms,默认堆内存大小为服务器内存的1/4),如果堆中没有内存完成实例分配,而且堆无法扩展,则会报OOM错误(OutOfMemoryError)。

2、虚拟机栈

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、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。线程私有,生命周期和线程一致。虚拟机栈是每个Java方法的内存模型:每个方法被执行的时候都会创建一个"栈帧",用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。每个方法被调用到执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈从入栈到出栈的过程。

平时说的栈一般指的是局部变量表部分。局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference类型,它并不等同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置)和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址),这些数据类型在局部变量表中以槽(slot)来表示,其中64位长度的long和double类型的数据会占用两个变量槽,其余的数据类型只占用一个。
局部变量表所需要的空间在编译期完成分配,当执行一个方法的时候,该方法需要在栈帧中分配多大的局部变量表的空间完全是可以确定的,因此在方法运行的期间不会改变局部变量表的大小,这里说的“大小”是指变量槽的数量,虚拟机真正使用多大的内存空间来实现一个变量槽是由具体的虚拟机实现自行决定的事情。

该区域就是我们常说的Java内存中的栈区域,该区域的局部变量表存储的是基本类型、对象的引用类型,在对象的引用类型中存储的是指向对象的堆空间的地址。

本地方法栈

本地方法栈(Native Method Stacks)与虚拟机栈发挥的作用是非常相似的,其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(字节码)服务,本地方法栈为虚拟机使用到的native方法分为,底层调用的是C或者C++的方法。

《Java虚拟机规范》中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构没有任何强制规定,因此具体的虚拟机可以根据需要自由实现它,HotSpot虚拟机直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一来使用,与虚拟机栈一样本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

方法区(非堆)

属于共享内存区域,存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。方法区是一个抽象的概念,JDK7及之前被称为“永久代”,JDK8及以后被称为“元空间”,它用于存储虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量(JDK7及之前,JDK8及之后就把静态变量与Class对象放到了堆中)、即时编译器编译(JIT)后的代码等数据,是各个线程的共享内存区域。虽然《Java虚拟机规范》中把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫作“非堆”(Non-Heap),目的是与Java堆区分开来。

JDK8之前,很多人把方法区又称为永久代(Permanent Generation),或将两者混为一谈,本质上是不对等的,因为仅仅是当时的HotSpot虚拟机设计团队把收集器的分代扩展至方法区,或者说使用永久代来实现方法区而已,这样使得HotSpot的垃圾收集器能够像管理Java堆一样管理这部分内存,省去了专门为方法区编写内存管理代码的工作。但是这种设计更会导致Java应用更容易遇到内存溢出的问题(永久代有-XX:MaxPermSize的上限,即使不设置也有默认大小,而像J9和JRockit只要没有触碰到进程可用内存的上限,就不会有问题),在JDK6的时候HotSpot团队就有放弃方法区,逐步改为采用本地内存(Native Memory)来实现方法区的计划,到了JDK7已经把原本放在永久代的字符串常量池、静态变量等移出,到了JDK8就完全废除了永久代的概念,改用JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间(Meta-space),把JDK7中永久代剩余的内容(主要是类型信息)全部移到元空间中。

方法区存储每个类信息,如:


image.png

在JDK8之前的HotSpot JVM,存放这些“永久的”区域叫做“永久代(permanent generation)”。永久代是一片连续的堆空间,在JVM启动前通过在命令行设置参数-XX:MaxPermSize来设定永久代最大可分配的内存空间,默认大小为64M(64位的JVM默认是85M)。

方法区或永生代相关参数配置

Java虚拟机规范堆方法区限制非常的宽松,可选择不垃圾回收,以及不需要连续的内存和可扩展的大小。这个区域主要是针对于常量池的回收以及对类型的卸载,当方法区无法分配到足够的内存的时候也会报OOM。
常量池

Class文件常量池

以下使用实际代码及反编译Class文件讲解

反编译命令:javap -verbose StringTest.class

public class StringTest {
    private  static String s1 = "static";
    public static void main(String[] args) {
        String hello1 = new String("hell") + new String("o");
        String hello2 = new String("he") + new String("llo");
        String hello3 = hello1.intern();
        String hello4 = hello2.intern();
        System.out.println(hello1 == hello3);
        System.out.println(hello1 == hello4);
    }
}

Classfile /E:/workspace/VariousCases/target/classes/cn/onenine/jvm/constantpool/StringTest.class

  Last modified 2021-8-3; size 1299 bytes
  MD5 checksum 338bd0034155ec3bf8d608540a31761c
  Compiled from "StringTest.java"
public class cn.onenine.jvm.constantpool.StringTest
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Class              #2             // cn/onenine/jvm/constantpool/StringTest
   #2 = Utf8               cn/onenine/jvm/constantpool/StringTest
   #3 = Class              #4             // java/lang/Object
   #4 = Utf8               java/lang/Object
   #5 = Utf8               s1
   #6 = Utf8               Ljava/lang/String;
   #7 = Utf8               <clinit>
   #8 = Utf8               ()V
   #9 = Utf8               Code
  #10 = String             #11            // static
  #11 = Utf8               static
  #12 = Fieldref           #1.#13         // cn/onenine/jvm/constantpool/StringTest.s1:Ljava/lang/String;
  #13 = NameAndType        #5:#6          // s1:Ljava/lang/String;
  #14 = Utf8               LineNumberTable
  #15 = Utf8               LocalVariableTable
  #16 = Utf8               <init>
  #17 = Methodref          #3.#18         // java/lang/Object."<init>":()V
  #18 = NameAndType        #16:#8         // "<init>":()V
  #19 = Utf8               this
  #20 = Utf8               Lcn/onenine/jvm/constantpool/StringTest;
  #21 = Utf8               main
  #22 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #23 = Class              #24            // java/lang/StringBuilder
  #24 = Utf8               java/lang/StringBuilder
  #25 = Class              #26            // java/lang/String
  #26 = Utf8               java/lang/String
  #27 = String             #28            // hell
  #28 = Utf8               hell
  #29 = Methodref          #25.#30        // java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
  #30 = NameAndType        #16:#31        // "<init>":(Ljava/lang/String;)V
  #31 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
  #32 = Methodref          #25.#33        // java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
  #33 = NameAndType        #34:#35        // valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
  #34 = Utf8               valueOf
  #35 = Utf8               (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
  #36 = Methodref          #23.#30        // java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
  #37 = String             #38            // o
  #38 = Utf8               o
  #39 = Methodref          #23.#40        // java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #40 = NameAndType        #41:#42        // append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #41 = Utf8               append
  #42 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
  #43 = Methodref          #23.#44        // java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
  #44 = NameAndType        #45:#46        // toString:()Ljava/lang/String;
  #45 = Utf8               toString
  #46 = Utf8               ()Ljava/lang/String;
  #47 = String             #48            // he
  #48 = Utf8               he
  #49 = String             #50            // llo
  #50 = Utf8               llo
  #51 = Methodref          #25.#52        // java/lang/String.intern:()Ljava/lang/String;
  #52 = NameAndType        #53:#46        // intern:()Ljava/lang/String;
  #53 = Utf8               intern
  #54 = Fieldref           #55.#57        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  #55 = Class              #56            // java/lang/System
  #56 = Utf8               java/lang/System
  #57 = NameAndType        #58:#59        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #58 = Utf8               out
  #59 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #60 = Methodref          #61.#63        // java/io/PrintStream.println:(Z)V
  #61 = Class              #62            // java/io/PrintStream
  #62 = Utf8               java/io/PrintStream
  #63 = NameAndType        #64:#65        // println:(Z)V
  #64 = Utf8               println
  #65 = Utf8               (Z)V
  #66 = Utf8               args
  #67 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #68 = Utf8               hello1
  #69 = Utf8               hello2
  #70 = Utf8               hello3
  #71 = Utf8               hello4
  #72 = Utf8               StackMapTable
  #73 = Class              #67            // "[Ljava/lang/String;"
  #74 = Utf8               SourceFile
  #75 = Utf8               StringTest.java
{
  static {};
    descriptor: ()V
    flags: ACC_STATIC
    Code:
      stack=1, locals=0, args_size=0
         0: ldc           #10                 // String static
         2: putstatic     #12                 // Field s1:Ljava/lang/String;
         5: return
      LineNumberTable:
        line 11: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature

  public cn.onenine.jvm.constantpool.StringTest();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #17                 // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 10: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcn/onenine/jvm/constantpool/StringTest;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=5, locals=5, args_size=1
         0: new           #23                 // class java/lang/StringBuilder
         3: dup
         4: new           #25                 // class java/lang/String
         7: dup
         8: ldc           #27                 // String hell
        10: invokespecial #29                 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
        13: invokestatic  #32                 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
        16: invokespecial #36                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
        19: new           #25                 // class java/lang/String
        22: dup
        23: ldc           #37                 // String o
        25: invokespecial #29                 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
        28: invokevirtual #39                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        31: invokevirtual #43                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        34: astore_1
        35: new           #23                 // class java/lang/StringBuilder
        38: dup
        39: new           #25                 // class java/lang/String
        42: dup
        43: ldc           #47                 // String he
        45: invokespecial #29                 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
        48: invokestatic  #32                 // Method java/lang/String.valueOf:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String;
        51: invokespecial #36                 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
        54: new           #25                 // class java/lang/String
        57: dup
        58: ldc           #49                 // String llo
        60: invokespecial #29                 // Method java/lang/String."<init>":(Ljava/lang/String;)V
        63: invokevirtual #39                 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
        66: invokevirtual #43                 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
        69: astore_2
        70: aload_1
        71: invokevirtual #51                 // Method java/lang/String.intern:()Ljava/lang/String;
        74: astore_3
        75: aload_2
        76: invokevirtual #51                 // Method java/lang/String.intern:()Ljava/lang/String;
        79: astore        4
        81: getstatic     #54                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        84: aload_1
        85: aload_3
        86: if_acmpne     93
        89: iconst_1
        90: goto          94
        93: iconst_0
        94: invokevirtual #60                 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
        97: getstatic     #54                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       100: aload_1
       101: aload         4
       103: if_acmpne     110
       106: iconst_1
       107: goto          111
       110: iconst_0
       111: invokevirtual #60                 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
       114: return
      LineNumberTable:
        line 13: 0
        line 14: 35
        line 15: 70
        line 16: 75
        line 17: 81
        line 18: 97
        line 20: 114
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0     115     0  args   [Ljava/lang/String;
           35      80     1 hello1   Ljava/lang/String;
           70      45     2 hello2   Ljava/lang/String;
           75      40     3 hello3   Ljava/lang/String;
           81      34     4 hello4   Ljava/lang/String;
      StackMapTable: number_of_entries = 4
        frame_type = 255 /* full_frame */
          offset_delta = 93
          locals = [ class "[Ljava/lang/String;", class java/lang/String, class java/lang/String, class java/lang/String, class java/lang/String ]
          stack = [ class java/io/PrintStream ]
        frame_type = 255 /* full_frame */
          offset_delta = 0
          locals = [ class "[Ljava/lang/String;", class java/lang/String, class java/lang/String, class java/lang/String, class java/lang/String ]
          stack = [ class java/io/PrintStream, int ]
        frame_type = 79 /* same_locals_1_stack_item */
          stack = [ class java/io/PrintStream ]
        frame_type = 255 /* full_frame */
          offset_delta = 0
          locals = [ class "[Ljava/lang/String;", class java/lang/String, class java/lang/String, class java/lang/String, class java/lang/String ]
          stack = [ class java/io/PrintStream, int ]
}

SourceFile: "StringTest.java"

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分,Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等信息外,还有一项信息是常量表(Constant Pool Table),用于存放编译器生成的各种字面量和引用符号,这部分内容将在类加载后放到运行时常量池中。

运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是说并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行时期也可以将新的常量放入运行时常量池,如String#intern()方法。

既然运行时常量池是方法区的一部分,自然受到方法区的内存的限制,当常量池无法再申请到内存时,就会抛出OutOfMemoryErro异常。
全局字符串常量池
HotSpot VM里,记录intered字符串的一个全局表叫做String Table,它本质上就是一个HashSet,是一个纯运行时的结构,而且是惰性维护的。
只存储对java.lang.String实例的引用,而不存储实际的String对象,根据这个引用可以找到实际的String对象。

直接内存

直接内存(Direct Memory)并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域,但是这部分内存也被频繁地使用,而且也可能导致OutOfMemoryError 异常出现。在JDK 1.4 中新加入了NIO(New Input/Output)类,引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区(Buffer)的I/O方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能,因为避免了在Java 堆和Native 堆中来回复制数据。直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是《Java虚拟机规范》中定义的内存区域,但是这部分内存也被频繁使用,而且也可能导致OOM。

本机内存直接内存分配不会受到Java堆大小的限制,但是既然是内存,肯定会受到物理机内存的限制,当我们通过-Xmx设置堆的最大内存时,不要忘了还有直接内存,如果堆内存设置过大,将会导致直接内存不够用,导致动态扩展时发生OOM。

直接内存的容量大小可以通过-XX:MaxDirectMemorySize参数来指定,如果不指定,则默认与Java堆的最大值(-Xmx)一致。

直接内存导致的OOM不会在Heap Dump文件中看到什么明显的异常,如果发现内存溢出后的Dump文件很小而程序中又直接或间接使用了DirectMemory(典型的间接使用就是NIO),那就可以考虑重点检查一下直接内存方面的原因了。

堆的分代收集

JVM有多种垃圾回收算法,其中目前在用最经典的就是分代收集算法,这里优先记录下。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,按照分代收集算法的划分,堆内存空间可以继续细分为年轻代,老年代。年轻代又可以划分为较大的Eden区,两个同等大小的From Survivor,To Survivor区。默认的Eden区和Survivor区的大小比例为8:1:1。在为新创建的对象分配内存的时候先将对象分配到Eden区和From Survivor区,在立即回收时,会将Eden区和Survivor区还存活的对象复制到To Survivor区中,如果To Survivor区的大小不能容纳存活的对象,会把存活的对象分配到老年区。总体来说,新创建的小对象会放在年轻代,年轻代的对象大多在下一次垃圾回收时被回收,老年代存储大的对象和存活时间长的对象。

附录:相关概念

1、基本类型和引用类型

JVM中,数据类型可以分为两类:基本类型引用类型。基本类型的变量保存原始值,即:他代表的值就是数值本身;而引用类型的变量保存引用值。“引用值”代表了某个对象的引用,而不是对象本身,对象本身存放在这个引用值所表示的地址的位置。

2、堆和栈

栈是运行时的单位,而堆是存储的单位。在Java中一个线程就会相应有一个线程栈与之对应,这点很容易理解,因为不同的线程执行逻辑有所不同,因此需要一个独立的线程栈。而堆则是所有线程共享的。栈因为是运行单位,因此里面存储的信息都是跟当前线程(或程序)相关信息的。包括局部变量、程序运行状态、方法返回值等等;而堆只负责存储对象信息。
**栈代表了处理逻辑,而堆代表了数据。 **
堆中存的是对象,栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。
在Java中,Main函数就是栈的起始点,也是程序的起始点。

3、引用类型

对象引用类型分:强引用、软引用、弱引用和虚引用
强引用:不会被回收。就是我们一般声明对象是时虚拟机生成的引用,强引用环境下,垃圾回收时需要严格判断当前对象是否被强引用,如果被强引用,则不会被垃圾回收。
软引用:内存充足,则不回收;不足则回收。软引用一般被做为缓存来使用。与强引用的区别是,软引用在垃圾回收时,虚拟机会根据当前系统的剩余内存来决定是否对软引用进行回收。如果剩余内存比较紧张,则虚拟机会回收软引用所引用的空间;如果剩余内存相对富裕,则不会进行回收。换句话说,虚拟机在发生OutOfMemory时,肯定是没有软引用存在的。
弱引用:会被回收。弱引用与软引用类似,都是作为缓存来使用。但与软引用不同,弱引用在进行垃圾回收时,是一定会被回收掉的,因此其生命周期只存在于一个垃圾回收周期内。

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