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极速版:栈的内存/局部变量表/堆的内存细分

1. 栈的存储

每个线程都有自己的栈,栈中数据以栈帧(Stack Frame)为基本单位

线程上正在执行的每个方法都各自对应一个栈桢(Stack Frame)

栈桢是一个内存区块,是一个数据集,维系着方法执行过程中的各种数据信息

JVM 对栈的操作有两个:压栈与出栈,遵循“新进后出”或“后进先出”原则

1.1 当前栈帧

一条活动线程中,一个时间点上,只会有一个活动的栈帧。

即当前执行的方法的栈帧(栈顶栈帧)是有效的,被称为当前栈帧。

1.2 当前方法

与当前栈帧对应的方法是当前方法

1.3 当前类

当前方法所在的类就是当前类

1.4 代码测试

执行引擎运行的所有字节码指令只针对当前栈帧操作

若在该方法中调用了其他方法,对应新的栈帧就会被创建出来,

放在站的顶端,成为新的栈帧

测试:方法 1 调用方法 2 ,方法 2 调用 3 ,方法 3 结束;

调用方法 1 时,方法 1 对应的栈帧为当前栈帧;

调用方法 2 时,方法 2 对应的栈帧为当前栈帧;

调用方法 3 时,方法 3 对应的栈帧为当前栈帧;

方法 3 执行完毕,方法 2 对应的栈帧为当前栈帧;

方法 2 执行完毕,方法 1 对应的栈帧为当前栈帧;

public class StackStruTest {
    public static void main(String[] args) {
        StackStruTest stackStruTest = new StackStruTest();
        stackStruTest.method1();
    }

    public void method1(){
        System.out.println("method1 开始执行");
        method2();
        System.out.println("method1 执行结束");
    }

    public void method2(){
        System.out.println("method2 开始执行");
        method3();
        System.out.println("method2 执行结束");
    }

    public void method3(){
        System.out.println("method3 开始执行");
        System.out.println("method3 执行结束");
    }
}
method1 开始执行
method2 开始执行
method3 开始执行
method3 执行结束
method2 执行结束
method1 执行结束
1.5 运行原理

不同线程中包含的栈帧不允许相互引用

方法的结束(栈帧弹出):

        ① 正常结束,以 return 为代表

        ② 异常结束:方法执行中出现未捕获处理的异常,以抛出异常的方式结束

2. 栈的内部结构

栈帧入栈:表示方法调用

栈帧出栈:表示方法结束

栈帧是有大小的,

其大小取决于栈帧内部的结构

栈帧五大部分:

        局部变量表(Local Variables)

        操作数栈(Operand Stack)(或表达式栈)

        动态链接(Dynamic Linking)(或指向运行时常量池的方法引用)

        方法返回地址(Return Address)(或方法正常退出/异常退出的定义)

        一些附加信息

2.1 局部变量表 

又被称为局部变量数组或本地变量表

定义为一个数字数组,主要用于存储方法参数和定义在方法体内的局部变量

局部变量表存储在建立线程的栈上,每个方法都有对应的各自的栈帧,因此不存在数据安全问题

局部变量表所需的容量大小是在编译期确定下来的

方法嵌套调用的次数由栈的大小决定。一般来说,栈越大,方法嵌套调用次数越多

局部变量表中的变量只在当前方法调用中有效

当方法调用结束后,随着方法栈桢的销毁,局部变量表也会随之销毁

3. 堆

一个 JVM 实例 只存在一个堆内存,堆也是 Java 内存管理的核心区域

Java 堆区在 JVM 启动的时候被创建,其空间大小也就确定

堆是 JVM 管理的最大一块内存空间

        堆的大小可以调节

堆可以处于物理上不连续的内存空间中,但在逻辑上它应该被视为连续的

所有的线程共享 Java 堆,堆里还可以划分线程私有的缓冲区(Thread Local Allocation Buffer,TLAB)[多个线程共享堆,易出现并发性,为避免,可再划分为缓冲区]

几乎所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。

数组和对象可能永远不会存储在栈上;

在方法结束后,堆中的对象几乎不会被马上移除,仅仅在垃圾收集的时候才会被移除

堆,是GC(global collection,垃圾回收器),执行垃圾回收的重点区域

3.1 内存细分

新生区 == 新生代 == 年轻代

养老区 == 老年区 == 老年代

永久区 = 永久代

堆空间暂时只包含两部分:新生代,老年代

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