深入剖析 Java 虚拟机内存布局，夯实 Java 面试根基

后端

2023-06-23 14:35:16

深入剖析 Java 虚拟机 (JVM) 内存布局：面试必备技能

作为一名 Java 工程师，深刻理解 Java 虚拟机 (JVM) 内存布局至关重要。它决定了 Java 程序的运行效率和稳定性，是面试中常见的必备技能。本文将深入剖析 JVM 内存布局，帮助你轻松应对面试挑战，成为 Java 高手。

一、JVM 内存布局概述

JVM 内存布局是指 JVM 在运行时的数据存储区域划分。它主要分为以下几个区域：

程序计数器
Java 虚拟机栈
本地方法栈
堆
方法区

二、深入剖析 JVM 内存布局

1. 程序计数器

程序计数器是一个非常小的内存空间，用于存储当前线程所执行的字节码指令的地址。当线程执行完一条指令后，程序计数器会自动指向下一条指令的地址。

2. Java 虚拟机栈

Java 虚拟机栈是一个基于栈的数据结构，它存储着局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。当一个方法被调用时，就会创建一个新的栈帧压入 Java 虚拟机栈中，方法返回时，对应的栈帧就会被弹出。

代码示例：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10; // 局部变量
        System.out.println(a); // 操作数栈
        method1(); // 动态链接
        method2(); // 方法出口
    }

    public static void method1() {
        // ...
    }

    public static void method2() {
        // ...
    }
}

3. 本地方法栈

本地方法栈与 Java 虚拟机栈类似，但它存储的是本地方法的调用信息，比如 C/C++ 代码中的方法。本地方法栈与 Java 虚拟机栈是独立的，不会相互影响。

4. 堆

堆是 JVM 中最大的内存区域，它存储着所有 Java 对象。堆是 JVM 中唯一一块由垃圾回收器管理的内存区域，当对象不再被引用时，垃圾回收器就会回收该对象所占用的内存空间。

代码示例：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Object object = new Object(); // 创建对象
        object = null; // 对象不再被引用
        // ...
    }
}

5. 方法区

方法区存储着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。方法区是共享内存区域，所有线程都可以访问。

代码示例：

public class Example {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> clazz = Example.class; // 加载类
        String constant = "Hello"; // 常量
        Example example = new Example(); // 静态变量
        // ...
    }
}