深入Java虚拟机笔记

最近在看深入Java虚拟机，因为这本书理论为主，我之前看过前几章，没多久还是全忘了，为此这遍我想做点笔记，哪怕又忘了，也可以快速拾起来。

Java内存区域和内存溢出异常

内存区域介绍

首先，来看看内存区域。java运行时的内存区域主要分为：程序计数器，堆区，栈区，方法区。

• 程序计数器
  主要保存字节码指令，分支，循环，跳转，异常处理，线程恢复等基础功能。
• 栈区
  主要保存的是基本数据类型，以及对象的引用。在这块内存区域会抛出两种异常：StackOverFlowError 这表示栈的深度不够；OutOfMemoryError 这表示无法申请到足够的内存空间了
• 堆区
  这块区域是Java虚拟机管理的最大的一块区域，这块区域也是所有线程共享的区域，这块区域主要保存的Java对象，当这块内存区域不够的时候也会抛出OutOfMemoryError。这块区域的详细情况我们下面在介绍。
• 方法区（永久代）
  这块区域主要保存的是常量，静态变量，类信息等，这块区域也是共享的，当这块区域内存不足的时候也会抛出OutOfMemoryError。

对象的创建

我们来分析一下Java中new一个对象的过程到底什么样的呢？
首先，这条指令会去做一个check，检查一个常量池是否可以定位到一个类的符号的引用；接下来就是要在对内存创建一块内存空间了，分配内存空间有两种方式： 指针碰撞方式和空闲列表。

• 指针碰撞
  首先，假设Java堆内存是绝对的规整，使用过的内存放一边，未使用过的内存放另外一边，中间放着一个指针作为分界点指示器。
• 空闲列表
  如果内存不是规整的就没办法进行指针碰撞，虚拟机就必须维护一个空闲列表，那些是可用的那些是不可用的是通过这个空闲列表来记录的，因此目前大多数都使用空闲列表。如何划分内存空间也是一个很大的问题，因为这块区域是共享的，对象的分配是非常频繁的，在并发的情况下线程又不是安全的，如何保证内存分配不出问题呢？第一种：可以使用cas的方式，保证原子性；第二种：可以使用本地线程分配缓冲器（TLAB）,也就是说每个线程在Java堆区域里预先分配一块内存，只有这块预先分配的内存使用完了才会使用同步操作。

对象的内存布局

对象在内存布局可以分为三块：对象头，实例数据，对象填充。

• 对象头
  第一部分数据为：哈希码，GC分代信息，线程所持有的锁，偏向线程ID，偏向时间戳。
  第二部分数据为： 类型指针，对象指向它的类元数据的指针。
• 实例数据
  对象存储的真正有效信息。
• 对象填充
  没有什么含义，起到站位的作用。

对象的访问

对象的访问主流的方式是使用句柄和直接指针

• 句柄
  Java堆中将划分出一块存储句柄，访问的时候先从Java栈到句柄池再到具体的对象。
• 直接指针
  栈中保存的就是对象的引用，可以通过引用直接访问到具体的对象。
  这两种方式比较的话：直接指针更有优势，因为它会少移动一次指针。