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jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程


文章目录

  • ​​一、jvm运行时内存模式​​
  • ​​1. 程序计数器​​
  • ​​2.虚拟机栈​​
  • ​​3.本地方法栈​​
  • ​​4.堆内存​​
  • ​​5. 方法区​​
  • ​​运行时常量池​​
  • ​​二、直接内存​​
  • ​​三、对象的创建​​
  • ​​1.给对象分配内存方式​​
  • ​​①.第一种方式: 指针碰撞。​​
  • ​​②.第二种方式: 空闲列表​​
  • ​​2.什么出现多线程问题​​
  • ​​①多线程为什么会出现安全问题​​
  • ​​②如何解决线程安全问题​​
  • ​​1)加锁 -- 线程同步​​
  • ​​2)本地线程分配缓冲池TLAB​​
  • ​​3.初始化对象​​

一、jvm运行时内存模式

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_java

1. 程序计数器

记录当前线程所执行到的字节码的行号。

2.虚拟机栈

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_java_02

  • 可能抛出的异常
    outOfmemory
    StackOverflowError

3.本地方法栈

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_jvm_03

4.堆内存

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_加锁_04

5. 方法区

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_多线程_05

运行时常量池

例子:

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_加锁_06

内存分配:

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_加锁_07

二、直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域,但是这部分内存也被频繁地使用,而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。

在JDK 1.4中新加入了NIO(New Input/Output)类,引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区(Buffer)的I/O方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能,因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。

显然,本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制,但是,既然是内存,则肯定还是会受到本机总内存(包括RAM及SWAP区或者分页文件)的大小及处理器寻址空间的限制。服务器管理员配置虚拟机参数时,一般会根据实际内存设置-Xmx等参数信息,但经常会忽略掉直接内存,使得各个内存区域的总和大于物理内存限制(包括物理上的和操作系统级的限制),从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常

三、对象的创建

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_多线程_08

1.给对象分配内存方式

①.第一种方式: 指针碰撞。

use内存变大,指针移动。适合内存规整的情况。图如下:

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_多线程_09

②.第二种方式: 空闲列表

适合内存不规整的情况。

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_jvm_10

2.什么出现多线程问题

①多线程为什么会出现安全问题

参考博客:多线程为什么会出现安全问题

上面博客,看完,可以深入想一下:
根据2种内存分配方式
就是线程不知道哪个内存是闲着的,哪个是使用的。比如指针碰撞方式分配内存,多个线程同时请求,资源在一个内存上,一旦修改了资源,多个线程得多同一个资源的不同状态:使用过了,还是还没使用呢。

比如:空闲方式分配内存,这个表上记录的内存的使用情况,过个线程进来了,有的修改了资源,到底哪个资源正在被使用,哪个是空闲的可以到我使用了,不清楚,故而出现问题。

②如何解决线程安全问题

1)加锁 – 线程同步

每个内存一旦在使用中,就不让别的线程动了,我这个线程使用完,再由cpu高速缓冲区告知jvm(堆内存):可以释放了,别的线程你们可以操作这个内存上的资源了。

这样就解决了主内存刷新问题。

2)本地线程分配缓冲池TLAB

在堆中给每个线程分配一个内存。每个线程操作单独的区域,用了再分配新的区域,这里也得用到同步方案。不过这种方式是提前分配缓冲池,至于不够的时候申请新的内存才加锁,减少了锁的次数,优化了每次都要加锁的性能问题。

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_java_11

3.初始化对象

jvm(3) -- 运行时内存模型、对象的创建过程_多线程_12

参考文章:

文章1:​​jvm类的加载和初始化​​

文章2: ​​Java 对象初始化详细过程​​


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