JVM 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域

C語(yǔ)言的陰影

還記得剛進(jìn)大學(xué)的時(shí)候，以為這個(gè)世界上最難學(xué)的不過(guò)C語(yǔ)言了。盡管后來(lái)陸續(xù)學(xué)了很多的更難的課程，盡管慢慢掌握了計(jì)算機(jī)的很多原理之后，回頭來(lái)看C語(yǔ)言，似乎沒那么難理解，可當(dāng)年初學(xué)C語(yǔ)言時(shí)的“陰影”，這么多年來(lái)，一直沒有散去。

我經(jīng)常還能想到幾年前，懶散的趴在逸夫教學(xué)樓F1教室最后一排的座位上，聽蘭書敏老師講著“戲院”（C語(yǔ)言）的場(chǎng)景。蘭老師問(wèn)到：“你們?cè)趺炊疾豢月暎康降资悄睦锫牪欢?？”老師，學(xué)生當(dāng)時(shí)真是哪哪兒都沒聽懂啊。

 

身在Java，心在C（Java大神勿噴，C對(duì)我來(lái)說(shuō)，真是一種情懷）

沒想到，工作一年多的時(shí)間里，用的最多的語(yǔ)言不是對(duì)我影響最大的C，而是大學(xué)畢業(yè)之后現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣的Java。所以我對(duì)C和Java都算有一點(diǎn)了解。

 

一條有意思的Java面試題

前幾天在搜索一個(gè)問(wèn)題的解決方案時(shí)，偶然看到一個(gè)Java面試題，覺得網(wǎng)上絕大多數(shù)解釋，有些浮于表面。而真神們又不屑于解釋這些無(wú)聊的問(wèn)題，所以覺得有必要站在一個(gè)“雙修（殘廢）”者的角度，談?wù)勥@個(gè)問(wèn)題。

 

Java內(nèi)存分配

在解釋這個(gè)問(wèn)題之前，我想簡(jiǎn)單的記錄一下Java虛擬機(jī)對(duì)內(nèi)存的分配管理。

網(wǎng)上有很多關(guān)于Java內(nèi)存管理的講解，但不知道為什么，大多數(shù)作者并沒有系統(tǒng)的講解，有些過(guò)于散碎。

我們先來(lái)看看這張圖（我不會(huì)畫圖，畫的太丑，各位受累受累了）。簡(jiǎn)單的說(shuō)，Java運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域，就由上面幾部分構(gòu)成。青綠色標(biāo)記的，是每個(gè)線程私有的內(nèi)存區(qū)域，其他的為線程共享的內(nèi)存區(qū)域。我們先簡(jiǎn)單的依次說(shuō)明每個(gè)部分是用來(lái)存什么的，最后再用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，將各個(gè)部分結(jié)合起來(lái)簡(jiǎn)單介紹其內(nèi)存分配的基本過(guò)程。

首先，程序計(jì)數(shù)器（pc）。這個(gè)東西對(duì)于很多開發(fā)者來(lái)說(shuō)，再熟悉不過(guò)了，盡管不同領(lǐng)域的pc，具體用法上存在一些小小的差異，但總的來(lái)說(shuō)，pc是用來(lái)記錄程序運(yùn)行到哪里了，下一步又該執(zhí)行哪一步操作。pc占據(jù)的內(nèi)存是線程級(jí)的，即隨線程的創(chuàng)建而產(chǎn)生，隨線程的銷毀而銷毀（被回收）。

其次JVM棧和本地方法棧。這兩個(gè)棧在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上，基本相同，以至于很多的JVM產(chǎn)商，將二者合而為一。JVM棧，顧名思義，是用來(lái)存儲(chǔ)Java方法運(yùn)行過(guò)程中使用的棧數(shù)據(jù)，本地方法棧就是用來(lái)存儲(chǔ)本地方法執(zhí)行過(guò)程中的棧數(shù)據(jù)。棧中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，是一種被稱為“棧幀”的東西。棧幀主要包括：局部變量表和操作數(shù)棧。棧幀的入棧和出棧，分別意味著一個(gè)方法的執(zhí)行與結(jié)束。

接著，我們來(lái)看看方法區(qū)。方法區(qū)主要是用來(lái)存類型數(shù)據(jù)的，與類型相關(guān)的東西，比如常量，靜態(tài)變量，編譯后的代碼等，基本都存儲(chǔ)在這一區(qū)域。而因?yàn)椤盁o(wú)用類”的判斷條件非?？量蹋ㄓ腥c(diǎn)，第一，該類無(wú)可達(dá)對(duì)象，第二，該類的ClassLoader已被回收，第三，該類的Class對(duì)象無(wú)引用），這個(gè)區(qū)域存儲(chǔ)的內(nèi)容很難會(huì)被回收，所以你可能會(huì)在很多地方看到“永久代”一詞，其實(shí)說(shuō)的主要也就是這個(gè)方法區(qū)。方法區(qū)中，有個(gè)特殊的區(qū)域，被劃分（邏輯劃分，不一定為物理劃分）出來(lái)，即“運(yùn)行時(shí)常量池”。運(yùn)行時(shí)常量池，保存著字面量，符號(hào)引用等。方法區(qū)是線程共享的，隨JVM啟動(dòng)而創(chuàng)建，JVM退出而銷毀。

最后，是這個(gè)堆。堆，在很多領(lǐng)域也有用到。在Java中，堆，是用來(lái)存儲(chǔ)對(duì)象的相關(guān)內(nèi)容，包括對(duì)象的對(duì)象頭和實(shí)例數(shù)據(jù)（數(shù)組對(duì)象還有一個(gè)數(shù)組的長(zhǎng)度）。不同的JVM實(shí)現(xiàn)，對(duì)象可能還包括類型指針（指向?qū)ο笏鶎俚念愋托?