Java堆栈内存管理

Question

Java堆栈内存管理

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我想知道以下程序中内存是如何分配的：

public class MemoryClass {

    public static void main(final String[] args) {
        int i = 0;
        MemoryClass memoryClass = new MemoryClass();
        memoryClass.myMethod(memoryClass);
    }

    private void myMethod(final Object obj) {
        int i = 1;
        String s = "HelloWorld!";

    }

}

据我所知，以下图表描述了内存分配的过程：

在上面的图表中，位于堆栈内存中的memory、obj和s实际上是它们所引用的“实际对象”在堆内存中的位置。

以下是我想到的问题：

s的方法存储在哪里？
如果我在myMethod中创建了另一个MemoryClass对象，JVM是否会再次为相同的方法在堆栈内存中分配内存？
如果JVM立即释放给myMethod分配的内存，当存在问题2所述的情况时，它将如何管理？（仅当JVM多次为同一方法分配内存时适用）
如果我只声明了s但未初始化，JVM是否仍然会向java.lang.String类的所有方法分配内存？为什么？

- Adit A. Pillai

Java的好处在于它将所有的内存管理都“隐藏”起来，让垃圾回收器接管控制。你为什么需要去深入研究呢？ - byxor

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仅出于好奇 - Adit A. Pillai

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据我所知，有两个直接的原因：1. 当发生SOF或OOM错误时，您必须了解它们以修复错误；2. 在性能调优中尝试更好地管理内存时，您必须理解它们。 - Hearen

3个回答

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首先要做的事情：我假设您阅读了this文章（因为那里我看到一个非常类似于您的图表），所以我不会引用或突出显示那篇文章中提到的任何观点，并尝试回答您在那篇文章中没有涉及到的问题。

阅读您所有的问题，我的印象是您清楚地知道内存是如何在堆栈中分配的，但对于类的元数据有疑问，即类的方法存储在内存的哪个位置以及如何回收它们。因此，让我首先尝试解释JVM内存区域：

JVM内存区域

让我从这两张描述JVM内存区域的图开始：

图表来源

现在，如上图所示，JVM内存的树形结构清晰可见。我将尝试阐明同样的内容（@Adit：请注意您关心的区域是PermGen Space或非堆内存的永久代）。

堆内存 - 年轻代 - Eden空间 - Survivor空间 - 老年代 - Tenured Generation

非堆内存 - 永久代 - 代码缓存（我认为只有HotSpot Java VM包含）

堆内存是Java虚拟机为所有类实例和数组分配内存的运行时数据区。堆可以是固定大小或可变大小。垃圾收集器是一种自动内存管理系统，用于回收对象的堆内存。

年轻代是创建所有新对象的地方。当年轻代填满时，会执行垃圾收集。这种垃圾收集称为Minor GC。年轻代分为以下两部分。

伊甸园空间: 大多数对象最初被分配内存的池。

幸存者空间: 包含在伊甸园空间垃圾收集后幸存的对象的池。

老年代

老年代包含长期存在并在多次 Minor GC 后仍然存活的对象。通常，当老年代满时进行垃圾收集。老年代垃圾收集称为 Major GC，并且通常需要更长时间。老年代包括以下部分：

持久代: 包含在幸存者空间存活一段时间的对象的池。

非堆内存

非堆内存包括一个供所有线程共享的方法区和 Java VM 内部处理或优化所需的内存。它存储每个类的结构，例如运行时常量池、字段和方法数据以及方法和构造函数的代码。方法区在逻辑上属于堆的一部分，但是根据实现，Java VM 可能不会对其进行垃圾回收或压缩。与堆内存一样，方法区可能具有固定或可变的大小。方法区的内存不需要连续。

永久代

池包含虚拟机本身的所有反射数据，例如类和方法对象。对于使用类数据共享的Java VM，此代被分为只读区域和读写区域。

代码缓存

HotSpot Java VM还包括一个代码缓存，其中包含用于编译和存储本机代码的内存。

具体回答OP的问题

s的方法存储在哪里？

非堆内存 --> 永久代

如果我在myMethod中创建了另一个MemoryClass对象，JVM是否会在堆栈内存中为相同的方法再次分配内存？

堆栈内存仅包含局部变量，因此您的new MemoryClass的ORV（对象引用变量）仍将在myMethod的堆栈帧中创建，但是JVM不会再次加载所有MemoryClass的方法、元数据等到"永久代"。

JVM只加载一次类，当它加载类时，为该类在“永久代”上分配空间，而这仅在JVM加载类时发生一次。

如果我Method的执行完成后JVM释放分配给其的内存，如果JVM多次分配内存给相同的方法，它会如何管理所述情况？

Stack frame created for myMethod将从栈内存中删除，因此为局部变量创建的所有内存都将清除，但这并不意味着JVM将清理为myMethod创建对象分配在"永久代"中的内存。

如果我只声明s而没有初始化它，情况会怎样？JVM是否仍会为java.lang.String类的所有方法分配内存？如果是，为什么？

具体而言，对于String类，JVM会在太早的时候以“永久代”的方式分配String的空间，而无论您是否初始化字符串变量，从“永久代”的角度来看都没关系。

就其他用户定义的类而言，JVM将在定义类时加载类并在“永久代”中分配内存，即使您不创建该类的对象，也会在“永久代”（非堆区域）中分配内存，当您创建一个类的对象时，内存将在“伊甸园空间”（堆区域）中分配。

以上信息来源和进一步阅读:

- hagrawal

@Adit：通常情况下，当已经提供的答案不够“详细”和充分时，才会放置赏金。所以我想知道为什么你在这个问题上放置了赏金，因为“arcy”在“12月13日”已经给出了答案，而你最近才放置了赏金？ - hagrawal7777

2

由于arsy的回答和hagrawal的回答已经很清楚了，我只想阐述第四个问题：

如果我只声明了s而没有初始化它，那么JVM是否仍会为java.lang.String类的所有方法分配内存？如果是，为什么？

基本上，虽然包含字段和方法信息的类数据存储在永久代（从JDK-8开始是元空间）中，但需要注意的是，在java.lang.String类中的对象（例如char[]，它保存该字符串的所有字符信息）才会在堆上分配数据。

这种情况只有在创建一个新的字符串对象时才发生，可以使用“new”关键字创建或通过创建新的字符串文字（例如：“helloworld”）。

- Ravindra HV

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- arcy · Accepted Answer

~~方法s存储在哪里？~~ 它们存储在String类对象中，当程序第一次引用String时，由ClassLoader对象加载该对象。在我上次阅读相关信息时，所有的JVM实现都不会在类对象被加载后释放内存。它在堆上。 ~~如果我在myMethod内创建了另一个MemoryClass对象，JVM是否会在堆栈内再次为相同的方法分配内存？~~ ~~不会，对象的方法和数据是分开存储的，这是因为JVM从未需要多个方法的副本。~~ ~~如果JVM分配多次给同一方法，myMethod执行完成后，JVM会立即释放分配给它的内存吗？如果是，它将如何处理问题2中提到的情况？~~ 不会。Java通常不会立即释放存储在堆上的内容的内存。这样会使程序运行速度变慢。仅当垃圾收集器运行时，它才会释放内存，并且仅在垃圾收集器运行算法决定是时候回收内存的时候才会释放。 ~~如果我只声明了s而没有初始化它，JVM是否仍会为java.lang.String类的所有方法分配内存？如果是，为什么？~~ 这取决于JVM实现和编译器。如果您声明一个变量但从未使用它，编译器很可能（并且通常）会注意到它没有用，并且不会将其放入类文件中。如果它不在类文件中，那么它就永远不会被引用，因此它及其方法也不会被加载等。如果编译器仍然将其放入类文件中，但从未引用过，则ClassLoader没有任何理由将其加载，但我有点模糊是否会加载它。这可能取决于JVM实现；它是因为类的变量还是只有在引用时才加载？多少ClassLoader算法可以跳舞在4位数的PIN码上？

我鼓励你阅读关于JVM和ClassLoaders等方面的内容；通过阅读工作原理的解释，你会比通过想出例子去探究它获得更多的知识。