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java内存结构详解

(2010-11-05 13:44:03)
标签:

java线程

java虚拟机

java内存结构

it

分类: Java
如果大家懂得Java内存结构的机制,相信很多问题都很好理解,作为Java程序员,内存的基本信息还是要能够分析出来,说得出一点本质东西出来就OK了。
一、 java内存结构
    1. Heap(堆):实例分配的地方,通过-Xms与-Xmx来设置
    2. MethodArea(方法区域):类的信息及静态变量。 对应是Permanet Generation, 通过-XX:PermSize来设置
    3. JavaStack(java的栈):虚拟机只会直接对Javastack执行两种操作:以帧为单位的压栈或出栈。通过-Xss来设置, 若不够会抛出StackOverflowError
    4. ProgramCounter(程序计数器):每一个线程都有它自己的PC寄存器,也是该线程启动时创建的。PC寄存器的内容总是指向下一条将被执行指令的饿地址,这里的地址可以是一个本地指针,也可以是在方法区中相对应于该方法起始指令的偏移量。
    5. Nativemethodstack(本地方法栈):保存native方法进入区域的地址

当中Heap和MethodArea是被所有线程的共享使用的;
而Javastack,Programcounter和Nativemethodstack是以线程为粒度的,每个线程独自拥有自己的部分

二、 内存模型
由以上可以知道java内存分为main memory和线程的Working Memory,就会涉及到这两种内存数据同步以及多个线程操作时数据一致性和可见性的问题。这就不可避免要加锁了,在java中可采用如下的形式:

1.  synchronized关键字或使用java.util.concurrent.locks中的锁
2.  volatile关键字 Volatile表示的是线程每次操作都是在主内存中进行, 这只能保证其可见性, 而不能保证其的原子性, 要有原子性还得加锁
3.  final变量(基本类型,类类型还是可以改值的)



三、 如何保证线程安全
    1. 每个线程只操作自有的数据, 这个可能性要小。
    2. 设计的类无数据成员, 也就没有共享变量, 要有可用是 final或volatile
    3. 在操作共享变量时同步

 

诠释二:

这里稍微剖析一下。先看一看JVM内部结构——

http://images.51cto.com/files/uploadimg/20100927/1353310.png


如图所示,JVM内存结构主要包括两个子系统和两个组件。两个子系统分别是Classloader子系统和Executionengine(执行引擎)子系统;两个组件分别是Runtimedataarea(运行时数据区域)组件和Nativeinterface(本地接口)组件。

Classloader子系统的作用:

根据给定的全限定名类名(如java.lang.Object)来装载class文件的内容到Runtimedataarea中的 methodarea(方法区域)。Java程序员可以extendsjava.lang.ClassLoader类来写自己的Classloader。

Executionengine子系统的作用:

执行classes中的指令。任何JVMspecification实现(JDK)的核心都是Executionengine,不同的JDK例如Sun的JDK和IBM的JDK好坏主要就取决于他们各自实现的Executionengine的好坏。

Nativeinterface组件:

与nativelibraries交互,是其它编程语言交互的接口。当调用native方法的时候,就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界,所以也很容易出现JVM无法控制的nativeheapOutOfMemory。

RuntimeDataArea组件:

这就是我们常说的JVM的内存了。它主要分为五个部分——

1、Heap(堆):一个Java虚拟实例中只存在一个堆空间

2、MethodArea(方法区域):被装载的class的信息存储在Methodarea的内存中。当虚拟机装载某个类型时,它使用类装载器定位相应的class文件,然后读入这个class文件内容并把它传输到虚拟机中。

3、JavaStack(java的栈):虚拟机只会直接对Javastack执行两种操作:以帧为单位的压栈或出栈

4、ProgramCounter(程序计数器):每一个线程都有它自己的PC寄存器,也是该线程启动时创建的。PC寄存器的内容总是指向下一条将被执行指令的饿地址,这里的地址可以是一个本地指针,也可以是在方法区中相对应于该方法起始指令的偏移量。

5、Nativemethodstack(本地方法栈):保存native方法进入区域的地址

以上五部分只有Heap和MethodArea是被所有线程的共享使用的;而Javastack,Programcounter和Nativemethodstack是以线程为粒度的,每个线程独自拥有自己的部分。本节关于JVM内存结构简单介绍到这里。

 

转载于:http://developer.51cto.com/art/201009/227977.htm

        http://java.chinaitlab.com/advance/833212.html

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