当前位置：首页 > news >正文

JVM理解（通俗易懂）

news 来源：原创 2025/7/13 23:51:49

虽然网上有很多关于JVM的教程，但是都天花乱坠，很多都是一上来就JVM内存模型、JVM双亲委派等等,（可能我比较菜看不懂）。于是我自己决定写一篇能看懂的文章～如果有看不懂我就自己百度，大家有什么疑问也可以评论区交流～欢迎指点我的Error～

JVM概念

JVM大家都知道，就Java虚拟机嘛。但JVM名称的由来实际上是Java Virtual Machine 的缩写～
它是一台虚拟出来的计算机，能够运行在咱们平时所用的Window/Linux/Mac电脑上，也正因如此，Java能够实现跨平台性。
其次，Java虚拟机不与硬件直接交互，而是直接作用于操作系统。通过上面描述的操作系统能够帮我们完成与硬件的交互工作。大家可以看这张图：
在这里插入图片描述

JVM体系

我们平时所写的Java文件，我们都知道，它是会被编译器编译成二进制的.class后缀的文件。后续的执行流程，涉及几个非常重要的概念，我分小标题讲解一下。

类加载器（Class Loader）

JVM执行Java文件时，会通过类加载器加载对应的class文件到JVM中，此时正式进入JVM执行环节。

方法区（Method Area）

方法区主要存放元数据信息，如类信息、常量、静态变量、编译后到代码等。类加载器将class文件会先放入方法区。

堆区（Heap）

在Java内存架构中，堆内存（Heap）是对象实例的专属存储区域。垃圾收集器（Garbage Collector, GC）的核心使命便是扫描堆内存，识别并回收那些不再被引用的"垃圾对象"，从而释放内存空间供新对象分配使用。

在JDK 1.8的里程碑式更新中，永久代（Permanent Generation, PermGen）这一传统方法区实现被彻底移除，取而代之的是元空间（Metaspace）。发展历程如下所示：

版本	永久代变化
JDK6	永久代用于存储类的元数据，包括类的名称、字段、方法、常量池等信息。永久代有固定大小限制，由-XX:MaxPermSize参数设置，当类加载过多时，容易出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space错误。
JDK7	永久代开始被元空间替代，元空间使用本地内存，允许更灵活的内存管理。虽然永久代仍然存在，但部分元数据已开始迁移到元空间。
JDK8	永久代被完全移除，元空间成为存储类元数据的区域。元空间使用本地内存，不再受限于JVM堆内存，默认情况下会根据应用需要动态调整大小。元空间的大小可以通过-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize等参数控制。

栈区（Stack）

栈区是我们代码的运行空间，栈区有虚拟机栈与本地方法栈。咱们编写的每一个方法都会在栈区执行，同时还保存了方法的局部变量、操作数栈和返回地址等信息。栈区属于线程独享区域～

本地方法栈（Native Method Stack）

我们查看Thread源码时，会惊奇的发现，源码几乎看不到什么实现，只有一个start0()方法，用native修饰且无方法体。它是由C来实现的，一般此类方法会被放入本地方法栈。
在这里插入图片描述

虚拟机栈

异常说明
当Java线程执行过程中，若其方法调用的栈帧深度超出了虚拟机栈预设的最大容量限制，系统将抛出StackOverflowError。这种错误常见于深度递归场景——每次递归调用都会在栈中新增一个栈帧，若递归终止条件缺失或栈容量不足，栈帧将持续累积直至突破栈深度阈值。
现代JVM（如HotSpot）支持虚拟机栈的动态扩展机制。当线程执行需要更多栈空间时，JVM会尝试扩展栈的存储空间。然而，这种扩展并非无限制：若系统内存资源已耗尽，或扩展后的栈空间仍无法满足需求，JVM将抛出OutOfMemoryError。这种错误表明程序对内存的需求已超出当前系统可分配资源的极限，需通过优化内存使用或增加堆外存配置来解决。
生命周期
在Java内存体系中，栈（Stack）作为线程私有的内存区域，其内存管理机制具有独特特性。与堆（Heap）不同，栈不存在垃圾回收机制，因为栈帧的分配与回收遵循严格的LIFO（后进先出）原则。当方法执行完毕时，其对应的栈帧会自动弹出栈并释放内存，无需依赖垃圾回收器的介入。
栈的生命周期与所属线程紧密绑定。当线程被创建时，JVM会为其分配独立的栈空间；当线程终止时，其栈内存也随之销毁，实现了资源的自动回收。这种设计保证了线程间栈内存的隔离性，避免了多线程环境下的内存冲突。

在栈内存的分配层面，以下三类数据会在栈中占据空间：
基本类型变量：包括byte、short、int、long、float、double、char、boolean这8种基本数据类型的局部变量。
对象引用变量：存储对象在堆内存中的地址指针，而非对象本身。