JVM手把手保姆级教程（1/3）：内存结构揭秘

2024-02-09 14:50:02

关于本系列

欢迎来到JVM保姆级教程系列的第一部分，本系列文章将手把手带你深入理解JVM的方方面面。在这个章节中，我们将揭开JVM内存结构的神秘面纱，探索Java程序在JVM中的运行机制。

JVM概述

Java虚拟机（JVM）是Java程序的运行环境，负责管理Java程序的执行，提供内存管理、字节码解释执行等功能。JVM将Java程序编译成字节码，并加载到JVM中，通过解释或即时编译成机器码执行。

JVM内存结构

JVM内存结构由多个区域组成，每个区域都有其特定的用途。下面是一张JVM内存结构的简图：

                               +---------------+
                               |   Method Area   |
                               +---------------+
                               |   Heap          |
                               +---------------+
                               |  Stack Frame 1  |
                               +---------------+
                               | Stack Frame 2   |
                               +---------------+
                                |   Native Stacks  |
                               +---------------+

1. 程序计数器

程序计数器（PC）是一个CPU寄存器，存储着当前正在执行的字节码指令的地址。它是一个非常小的内存区域，通常只有几百个字节，随着程序的执行而不断改变。

2. Java虚拟机栈

Java虚拟机栈是一个后进先出（LIFO）的数据结构，它为每一个Java线程维护一个独立的虚拟机栈。每个虚拟机栈都包含一组栈帧，每个栈帧代表一个方法的调用。栈帧中存储着局部变量、操作数栈和方法返回地址等信息。

3. 本地方法栈

本地方法栈与Java虚拟机栈类似，但它是为执行本地方法（即用C/C++等非Java语言编写的代码）而设计的。本地方法栈也是一个LIFO数据结构，它为每个线程维护一个独立的栈。

4. Java堆

Java堆是JVM中最大的一块内存区域，它用于存储Java程序中的对象和数组。堆是所有线程共享的，它是一个动态分配的内存区域，随着程序的运行不断增长或缩小。

5. 方法区

方法区存储着类信息、常量和静态变量。它也是所有线程共享的，但与堆不同，方法区是固定大小的，不会随着程序的运行而动态改变。

6. 运行时常量池

运行时常量池存储着字面量（如字符串、数字）和符号引用（如类名、方法名）。它位于方法区内，是所有线程共享的。