JVM的特性，通过代码来揭秘运行时数据区

傷城~ 2022-04-18 05:08 52阅读 0赞

# 运行时数据区 #

之前学习类加载器的时候，最后放出了一张图，再来回顾一下

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

类加载器就是把字节码文件加载到运行时数据区里面的一个机制，加载到运行时数据区之后呢，又发生了什么？

接下来我们就来看看。这就是JVM运行时数据区：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

运行时数据区分为：方法去、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。

而黄色区，会被称为栈。

堆和栈的根本作用，就是用来存放数据用的。

先上一段代码：

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/11/7
     */
    class Person{
        String name = new String("1234");
    
        public Person(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public void sayHello(){
            System.out.println("hello："+name);
        }
    }
    
    public class AppTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person("张三");
            person.sayHello();
        }
    
    }

后面的分析都是建立在这个AppTest类的。

### 堆： ###

堆是用来干嘛的？

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

就好比前面的程序，new Person("张三"); 它存储的地方就是在堆里面。

什么是OutOfMemoryError异常，可能有些人没有接触过，我也是再一次面试当中遇到的，之后去查阅过相关资料。

现在我们来模拟一下OutOfMemoryError异常：

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/11/7
     */
    public class HeapOOM {
        //-Xms64m -Xmx128m
        public static void main(String[] args) {
            String[] str = new String[400000000];
            System.out.println(str.length);
        }
    }

启动参数设置为：-Xms64m -Xmx128m，然后运行：

![20181107182405609.png][]

这种异常就是OutOfMemoryError异常，内存溢出了，造成的原因很多种，有兴趣的小伙伴可以去了解一下。

### 方法区： ###

之前说到了类加载加载，并且执行，我们怎么样执行呢？这就跟方法区有关系了。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

类信息：它是对一个类的描述

![20181107182927739.png][]

上面两条sql语句一样，第一条是它的表结构，这些就是表结构的信息。类信息（MetaInfo）就是元数据，描述我们一个类的信息的。

运行时常量池：它的作用是存放我们一些常量和静态变量的

比如：

静态变量：static int NAME = "张三";

常量：final .....

这些都是存放在运行时常量池的。

编译器有两个：一个是静态编译，一个是JIT。

JIT编译：就是运行编译。

静态编译：java编译成class文件

为什么要有JIT编译呢？那肯定是有它好处的：

![20181108102426181.png][]

看一下这段代码，他是热点代码，就是需要频繁去执行的

为了效率，JIT编译会把字节码编译为机器执行码，这样速度就大大提高了。

JIT的目的，就是把字节码>>>机器执行码，把它存放在方法区里面。

方法区呢，就是存放方法的地方，不过为了区分不同类的方法，也需要把类信息也存储进去，这样才能区分不同类的相同方法。

### 程序计数器： ###

什么是程序计数器？

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

程序计数器它就是让我们程序按照我们的指定指令执行的步骤，我们的步骤放到一个区域里面，程序计数器就按照第一步干什么，第二步干什么来执行。

### 栈： ###

什么是栈呢？先看看这张图

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

为了更好的进行理解，我们先来写个递归：

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/11/8
     */
    public class Digui {
    
        private Long i = 0l;
    
        public void test(int a, double d) {
            i++;
            System.out.println("=====>" + i);
            test(a, d);
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Digui app = new Digui();
            app.test(0, 0.0d);
        }
    
    }

执行一下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

报错了（StackOverflowError）。为什么报错呢？

StackOverflowError异常代表的是，当栈深度超过虚拟机分配给线程的栈大小时就会出现此error。

所以栈和程序运行有关：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

栈概念：先进后出的原则，刚刚出现StackOverflowError的异常，证明栈是有数量限制的。

每个栈帧里面存储的又是什么呢？

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

局部变量表又是什么？

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

main函数一般都是主线程，步骤1产生的就是局部变量表。

那为什么又要压栈呢？

看一下步骤2，因为当运行main线程的时候，add线程还没有产生。当运行add的时候会把它放在main上面，为什么这样，这就和等下弹栈有关系了。

步骤2返回C就是最关键的，它就是弹栈过程，弹出的这个数据机构（add线程）就消失了，什么都没有了，包括局部变量什么的。

步骤3是返回到main线程去了。

为什么用栈不用队列呢？原因很简答，因为弹栈压栈都是最简单的，而队列则需要去查找。

来看看JVM中堆、栈和方法区这三者的联系。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

局部变量表可以存放八大数据基本类型，再加上一种引用reference（引用就是一个地址，指向堆、常量池的地址）

回顾一开始出现的程序，结合来理解这三者的关系。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

看完这篇文章，相信你对数据运行区的了解加深了很多。

最后再来看一下JVM内存区域：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][]

1.8 永久代已经废掉了，直接使用内存，不过多阐述，有兴趣可自行去了解。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][]

有什么错误，或者用词不当还希望大家留言。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220418/8eb32856adb74aec858b8062a6585709.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220418/c1296cfe177143c2a9111fc7cfcc78ae.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220418/033f5279a6e44db480cc8cb6c371b418.png
[20181107182405609.png]: /images/20220418/6d66f1812e1042cb92c18f041aaf209d.png
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[20181107182927739.png]: /images/20220418/0bc1872984fd47ae84baebee47f3a826.png
[20181108102426181.png]: /images/20220418/bf51aeab4c0e4bdeb0ed21d2d7bdaf34.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20220418/54282e5f0f9b4c35bd2b26eeea9df529.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20220418/37b02185164a432797adb26fe4b9ab7a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20220418/2f9970b3ff4c49c3a6fe0e609d4e6c5d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20220418/0cec84f2081f4769b418df186367da8e.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20220418/176a0786c3ad4745a2f0c5da5e3a6997.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20220418/502557bf269a4d3196dafdd58bca33fe.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20220418/6cc8b78e8d6a4ccdb34e5b860d15437e.png