引言

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內(nèi)存管理一直是JAVA語言自豪與驕傲的資本，它讓JAVA程序員基本上可以徹底忽略與內(nèi)存管理相關(guān)的細節(jié)，只專注于業(yè)務(wù)邏輯。不過世界上不存在十全十美的好事，在帶來了便利的同時，也因此引入了很多令人抓狂的內(nèi)存溢出和泄露的問題。

可怕的事情還不只如此，有些使用其它語言開發(fā)的程序員，給JAVA程序員扣上了一個“不懂內(nèi)存”的帽子，這著實有點讓人難以接受。畢竟JAVA當中沒有malloc和delete、沒有析構(gòu)函數(shù)、沒有指針，剛開始接觸JAVA的程序員們又怎么可能接觸內(nèi)存這一部分呢，更何況有不少JAVA程序員還是跳了專業(yè)半路出家的朋友。

不過事實盡管難以接受，但也確實有不少JAVA程序員對內(nèi)存這部分可謂一竅不知，盡管掌握內(nèi)存的相關(guān)知識，或許并不能給平時的開發(fā)帶來翻天覆地的變化和好處，不過它仍然會潛移默化的提高你的技術(shù)水準，這一點在了解完內(nèi)存管理之后，相信各位就會深有體會了。

內(nèi)存劃分

談到內(nèi)存這一詞匯，它是在程序運行時才有的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域，而對于這一塊區(qū)域的劃分，各個虛擬機有各自的劃分方式，不過它們都必須遵從JAVA虛擬機的基本規(guī)范去實現(xiàn)。

虛擬機規(guī)范中，將內(nèi)存劃分為六大部分，分別是PC寄存器、JAVA虛擬機棧、JAVA堆、方法區(qū)、運行時常量池以及本地方法棧。

JAVA虛擬機規(guī)范與JAVA虛擬機

這里還需要解釋一下JAVA虛擬機規(guī)范和JAVA虛擬機的區(qū)別，顧名思義，JAVA虛擬機規(guī)范是一種對JAVA虛擬機實現(xiàn)的規(guī)范要求，是由oracle制定的，而我們平時常說的JAVA虛擬機一般是指的一種具體的JAVA虛擬機規(guī)范的實現(xiàn)。比如我們最經(jīng)常使用的JAVA虛擬機hotspot，其實JAVA虛擬機還有很多種實現(xiàn)，甚至如果你對JAVA虛擬機規(guī)范有了深入的了解而且對此有興趣的話，可以寫一個自己的JAVA虛擬機，當然這其中的難度不難想象。

結(jié)構(gòu)圖

下圖是引用于百度文庫的一張JVM的結(jié)構(gòu)圖，由于運行時常量池是由方法區(qū)分配出來的區(qū)域，所以此圖當中沒有運行時常量池。

內(nèi)存區(qū)域詳解

針對上面這張圖，內(nèi)存就是指的矩形框當中運行期數(shù)據(jù)區(qū)這部分，下面簡單介紹一下各個部分的作用：

1、PC寄存器（線程獨有）：全稱是程序計數(shù)寄存器，它記載著每一個線程當前運行的JAVA方法的地址，如果是當前執(zhí)行的是本地方法，則程序計數(shù)器會是一個空地址。它的作用就是用來支持多線程，線程的阻塞、恢復、掛起等一系列操作，直觀的想象一下，要是沒有記住每個線程當前運行的位置，又如何恢復呢。依據(jù)這一點，每一個線程都有一個PC寄存器，也就是說PC寄存器是線程獨有的。

2、JAVA虛擬機棧（線程獨有）：JAVA虛擬機棧是在創(chuàng)建線程的同時創(chuàng)建的，用于存儲棧幀，JAVA虛擬機棧也是線程獨有的。

棧幀：簡單點說，可以解釋為是一個方法運行時，臨時數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域，具體點說，它里面包括了數(shù)據(jù)和部分的過程結(jié)果，與此同時，它又肩負著處理方法返回值、動態(tài)鏈接以及異常分派的任務(wù)。棧幀是隨著方法的創(chuàng)建而創(chuàng)建，隨著方法的結(jié)束而銷毀，如果方法拋出異常，也算方法結(jié)束。然而在每一個棧幀中，都有著自己的局部變量表以及操作數(shù)棧以及對當前類的運行時常量池的引用。

局部變量表：它是一個方法局部變量的列表，是在編譯時期就寫入了class文件當中。簡單的理解，可以將它理解為一個對象數(shù)組，而里面按照索引0到length-1分別對應(yīng)于每一個局部變量，特別的，如果是實例方法的局部變量表，第0個局部變量會是一個指向當前實例的引用，也就是this關(guān)鍵字，其余的局部變量則從索引1開始。

操作數(shù)棧：它是一個后進先出（pFO）棧，而它的長度也是在編譯時期就寫入了class文件當中，是固定的。它的作用就是提供字節(jié)碼指令操作變量計算的空間，比如簡單的，對于int a=9這句話來說，就需要先將9壓入操作數(shù)棧，再將9賦給a這個變量。

3、JAVA堆（全局共享）：這一部分是JAVA內(nèi)存中最重要的一部分，之所以說是最重要的一部分，并不是因為它的重要性，而是指作為開發(fā)人員最應(yīng)該關(guān)注的一部分。它隨著JAVA虛擬機的啟動創(chuàng)建，儲存著所有對象實例以及數(shù)組對象，而且內(nèi)置了“自動內(nèi)存管理系統(tǒng)”，也就是我們常說的垃圾搜集器（GC）。JAVA堆中的內(nèi)存釋放是不受開發(fā)人員控制的，完全由JAVA虛擬機一手操辦。對于JAVA虛擬機如何實現(xiàn)垃圾搜集器，JAVA虛擬機規(guī)范沒有明確的規(guī)定，也正因如此，我們平時使用的JAVA虛擬機中提供了許多種垃圾搜集器，它們采用不同的算法以及實現(xiàn)方式，已滿足多方面的性能需求。

4、方法區(qū)（全局共享）：方法區(qū)也是堆的一個組成部分，它主要存儲的是運行時常量池、字段信息、方法信息、構(gòu)造方法與普通函數(shù)的字節(jié)碼內(nèi)容以及一些特殊方法。它與JAVA堆的區(qū)別除了存儲的信息與JAVA堆不一樣之外，大的區(qū)別就是這一部分JAVA虛擬機規(guī)范不強制要求實現(xiàn)自動內(nèi)存管理系統(tǒng)（GC）。

5、本地方法棧（線程獨有）：本地方法棧是一個傳統(tǒng)的棧，它用來支持native方法的執(zhí)行。如果JAVA虛擬機是使用的其它語言實現(xiàn)指令集解釋器的時候，也會用到本地方法棧。如果前面這兩種都未發(fā)生，也就是說如果JAVA虛擬機不依賴于本地方法棧，而且JAVA虛擬機也不支持native方法，則不需要本地方法棧。而如果需要的話，則本地方法棧也是隨每一個線程的啟動而創(chuàng)建的。

上面五個內(nèi)存區(qū)域，除了PC寄存器之外，其余四個一般情況下，都要求JAVA虛擬機實現(xiàn)提供給客戶調(diào)節(jié)大小的參數(shù)，也就是我們常用的Xms、Xmx等等。

內(nèi)存管理

內(nèi)存管理分為內(nèi)存分配和內(nèi)存釋放，看一下上面的五個內(nèi)存區(qū)域，其實可以大致分為兩部分，一部分是全局共享，一部分是線程獨有。

對于線程獨有的這部分內(nèi)存，都是隨著線程的啟動而創(chuàng)建，而當線程被銷毀時，內(nèi)存也就隨之釋放。這一部分內(nèi)存，不需要垃圾搜集器的管理，而是JAVA虛擬機來主動管理，每當一個線程被創(chuàng)建的時候，JAVA虛擬機就會為其分配相應(yīng)的PC寄存器和JAVA虛擬機棧，如果需要的話，還會有本地方法棧。相應(yīng)的，當一個線程被銷毀的時候，JAVA虛擬機也會將這個線程所占有的內(nèi)存全部釋放。

相對于線程獨有的那部分內(nèi)存，全局共享的這部分內(nèi)存更加難以處理，不過這只是針對于虛擬機的實現(xiàn)來說，因為這一部分內(nèi)存是要實現(xiàn)自動內(nèi)存管理系統(tǒng)（GC）的。

全局共享的這部分內(nèi)存（以下簡稱堆），內(nèi)存分配主要是由程序員顯示的使用new關(guān)鍵字來觸發(fā)的，至于new出來的這部分內(nèi)存在哪分配，如何分配，則是JAVA虛擬機來決定。而這部分內(nèi)存的釋放，則是由自動內(nèi)存管理系統(tǒng)（以下簡稱GC）來管理的。

通常情況下，堆內(nèi)存分配是要依賴于GC的策略與實現(xiàn)的，在分配的時候，就要考慮好到時候如何回收這部分內(nèi)存。也是正因為如此，對于內(nèi)存分配這一部分的講解來說，我們必須得先了解內(nèi)存是如何被回收的，才能更好的理解內(nèi)存要怎么被分配。

結(jié)束語

本次對于JAVA語言中內(nèi)存管理的概述就到此結(jié)束了。

以上這篇JVM內(nèi)存管理之JAVA語言的內(nèi)存管理詳解就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

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