《Java 底層原理》Java內存模型

前言

通過JDK原理來重新理解一遍Java內存模型，通過其他方式學習到，總會有錯誤或者遺漏的情況。

內存模型

Java常常被提到的4個概念：

class文件：硬盤上的.class文件

class content：類加載器將.clas文件加載入內存，存儲字節碼文件數據的那塊內存區域

Class對象：Class clazz = Test.class;

Java對象 new關鍵字或者其他方式產生的實體對象：例如 Test obj = new Test();

Java內存結構圖：

1. 方法區：JDK8及之後通過元空間實現，元空間使用的OS內存，存放的內容爲：類名，方法名，屬性名，變量名，static 等等

2. 本地方法棧：JNI，Java調用c++方法的鏈接庫，Java native方法的調用。

3. 虛擬機棧：一個線程一個虛擬機棧，一個虛擬機棧裏面方法調用的次數個棧幀。

        棧幀包含：

　　　　局部變量：方法裏面的變量信息（int a = 0; int b = 1 這類信息的a 和 b 信息記錄的地方）。

              操作數棧：方法裏面的 a+b ， a = 4，等等這類操作的信息。

              動態鏈接：mian方法對應的Jvm對象在元空間的內存地址。

              返回地址：保存現場，保存上一個方法的調用完這個方法（test）的下一個程序計數器，保證後續方法執行完成之後，後面的代碼可以繼續執行。

              附加信息：

        JVM運行test方法，內部是怎麼做的？

                第一步、創建test的方法的棧幀

                第二步、在test方法的棧幀中保存上一個方法的字節碼的下一行程序計數器（比如：21）

                第三步、線程的局部表開始指針（上一個方法的）保存至add方法的棧幀

                第四步、線程的操作數棧開始指針（上一個方法的）保存至add方法的棧幀， 1，2，3這3步表示保存現場。

                第五步、將test方法的局部表指針賦值給線程的局部表指針

                第六步、將test方法的操作數棧指針賦值給線程的操作數棧指針

4. 程序計數器：字節碼的索引（EIP，RIP）

Java 各個內存之間的引用關係

• 虛擬機棧指向方法區：動態鏈接，例如：test.mian()方法。
• 虛擬機棧指向堆區：對象的引用變量，例如：Test obj = new Test();
• 方法區指向堆區：引用類型的靜態屬性，例如static Test = new Test()，Test在堆區，static 在方法區。
• 堆區指向方法區：對象的內存佈局Klass的信息部分存在方法區。

Jvm 源碼中的內存分佈：（Cheap，ValueObj，AllStatic）

class CHeapObj {
 public:
  void* operator new(size_t size) throw();
  void  operator delete(void* p);
  void* new_array(size_t size);
};


// Base class for objects used as value objects.
// Calling new or delete will result in fatal error.

class ValueObj {
 public:
  void* operator new(size_t size) throw();
  void operator delete(void* p);
};

// Base class for classes that constitute name spaces.

class AllStatic {
 public:
  void* operator new(size_t size) throw();
  void operator delete(void* p);
};

總結

學習內存結構，就是爲了解決我們工作的問題。