《Java 底层原理》Java内存模型

前言

通过JDK原理来重新理解一遍Java内存模型，通过其他方式学习到，总会有错误或者遗漏的情况。

内存模型

Java常常被提到的4个概念：

class文件：硬盘上的.class文件

class content：类加载器将.clas文件加载入内存，存储字节码文件数据的那块内存区域

Class对象：Class clazz = Test.class;

Java对象 new关键字或者其他方式产生的实体对象：例如 Test obj = new Test();

Java内存结构图：

1. 方法区：JDK8及之后通过元空间实现，元空间使用的OS内存，存放的内容为：类名，方法名，属性名，变量名，static 等等

2. 本地方法栈：JNI，Java调用c++方法的链接库，Java native方法的调用。

3. 虚拟机栈：一个线程一个虚拟机栈，一个虚拟机栈里面方法调用的次数个栈帧。

        栈帧包含：

　　　　局部变量：方法里面的变量信息（int a = 0; int b = 1 这类信息的a 和 b 信息记录的地方）。

              操作数栈：方法里面的 a+b ， a = 4，等等这类操作的信息。

              动态链接：mian方法对应的Jvm对象在元空间的内存地址。

              返回地址：保存现场，保存上一个方法的调用完这个方法（test）的下一个程序计数器，保证后续方法执行完成之后，后面的代码可以继续执行。

              附加信息：

        JVM运行test方法，内部是怎么做的？

                第一步、创建test的方法的栈帧

                第二步、在test方法的栈帧中保存上一个方法的字节码的下一行程序计数器（比如：21）

                第三步、线程的局部表开始指针（上一个方法的）保存至add方法的栈帧

                第四步、线程的操作数栈开始指针（上一个方法的）保存至add方法的栈帧， 1，2，3这3步表示保存现场。

                第五步、将test方法的局部表指针赋值给线程的局部表指针

                第六步、将test方法的操作数栈指针赋值给线程的操作数栈指针

4. 程序计数器：字节码的索引（EIP，RIP）

Java 各个内存之间的引用关系

• 虚拟机栈指向方法区：动态链接，例如：test.mian()方法。
• 虚拟机栈指向堆区：对象的引用变量，例如：Test obj = new Test();
• 方法区指向堆区：引用类型的静态属性，例如static Test = new Test()，Test在堆区，static 在方法区。
• 堆区指向方法区：对象的内存布局Klass的信息部分存在方法区。

Jvm 源码中的内存分布：（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);
};

总结

学习内存结构，就是为了解决我们工作的问题。