Java メモリ構(gòu)造

• 1.JVM の概要
• 2.プログラム カウンター
• • 2.1.定義
  • 2.2.機(jī)能と特徴の説明
• 3.仮想マシンスタック
• • 3.1. スタックの特性
  • 3.2. スタックのデモンストレーション
  • 3.3. スタックの問題の分析
  • 3.4. スタックのスレッド セーフティの問題
  • 3.5.スタック メモリ オーバーフロー (StackOverflowError)
  • 3.6. スレッド実行診斷
  • • 3.6.1. ケース 1: CPU 使用率が高すぎる (例として Linux システム)
    • 3.6.2. ケース 2: スレッド診斷_長期間結(jié)果が得られない
• 4.ローカル メソッド スタック
• 5.Heap
• #5.1.定義
  • ##5.2.ヒープメモリオーバーフロー(OutOfMemoryError:Javaヒープスペース)
  ##5.3.ヒープメモリ診斷
  • ##6.メソッド領(lǐng)域
• 6.1.定義
• 6.2.定義
  • 6.3.メソッド領(lǐng)域のメモリオーバーフロー(OutOfMemoryError:メタスペース)
  • 6.4. 定數(shù)プール
  1.JVM の概要

定義:JVM正式名は Java 仮想マシンです - Java プログラムの実行環(huán)境 (Java バイナリ バイトコードの実行環(huán)境)

#利點(diǎn):

一度書いたらどこでも実行できます (クロス) -platform)

自動メモリ管理、ガベージコレクション機(jī)能

• 配列添字範(fàn)囲外チェック
• ポリモーフィズム
• Compare JVM、JRE、JDK
の接続と相違點(diǎn)を図で説明します。

JVM アーキテクチャ
図に示すように、
a クラスが Java ソース コード (.java ファイル) から Java バイナリ バイトコードにコンパイルされた後、クラスは、実行する前に JVM にロードされる前にクラス ローダーを通過する必要があります。 通常、クラスはメソッド領(lǐng)域に配置します。今後クラスによって作成されるオブジェクトはヒープに配置され、ヒープ內(nèi)のオブジェクトは、メソッドを呼び出すときにローカル開発だけでなく、仮想マシンのスタックやプログラム カウンターも使用します。
メソッドが実行されると、コードの各行が実行エンジンのインタープリターによって 1 行ずつ実行されます。メソッド內(nèi)のホット コードは、頻繁に呼び出され、ジャストインタイム コンパイラによってコンパイルおよび実行されるコードです。 GC はガベージを収集します。 ローカル メソッド インターフェイスを通じて、オペレーティング システムが提供する関數(shù)を呼び出すことができます。


JVM のメモリ構(gòu)造には次のものが含まれます。
1. メソッド領(lǐng)域

2. プログラム カウンタ

3. 仮想マシン スタック 4. ローカル メソッド スタック
5 .Heap



2.Program Counter

2.1.Definition

Program Counter RegisterProgram Counter( Register) 関數(shù):

次の jvm 命令の実行アドレスを記憶するためです

機(jī)能 スレッドに対してプライベートです
メモリ オーバーフローはありません
(メモリ構(gòu)造の中で唯一メモリオーバーフローしない構(gòu)造）

2.2ではプログラムカウンタの機(jī)能と特徴について説明します。

2.2. 関數(shù)と機(jī)能の説明

?二進(jìn)制字節(jié)碼			JVM指令					Java源代碼?0:?getstatic?????#20?????????????????//?PrintStream?out?=?System.out;?
?3:?astore_1??????????????????????????//?-?
?4:?aload_1???????????????????????????//?out.println(1);?
?5:?iconst_1??????????????????????????//?-?
?6:?invokevirtual?#26?????????????????//?-?
?9:?aload_1???????????????????????????//?out.println(2);?
?10:?iconst_2??????????????????????????//?-
?11:?invokevirtual?#26?????????????????//?-
?14:?aload_1???????????????????????????//?out.println(3);?
?15:?iconst_3??????????????????????????//?-
?16:?invokevirtual?#26?????????????????//?-
?19:?aload_1???????????????????????????//?out.println(4);?
?20:?iconst_4??????????????????????????//?-
?21:?invokevirtual?#26?????????????????//?-
?24:?aload_1???????????????????????????//?out.println(5);?
?25:?iconst_5??????????????????????????//?-
?26:?invokevirtual?#26?????????????????//?-
?29:?return

System.out の最初の行では、変數(shù)に値を代入し、4 でそれを呼び出しています。 : println() メソッド。次に、1、2、3、4、5 を順番に出力します。これらの命令は実行のために CPU に直接渡すことができず、インタプリタを経由する必要があります。バイトコード命令を 1 つずつマシン コードに解釈し、そのマシン コードを CPU に渡して実行することができます。 つまり、

バイナリ バイトコード -> インタプリタ -> マシン コード -> CPU

実際、プログラム カウンターの機(jī)能は、命令の実行中に記録することです。 . 次の JVM 命令の実行アドレスをライブします。
上記のバイナリ バイトコードの前にある數(shù)字 0、3、4 は、アドレスとして理解できます。このアドレス情報に基づいて、実行するコマンドを見つけることができます。 命令が実行のために CPU に與えられるたびに、プログラム カウンタは次の命令のアドレスをプログラム カウンタに入れます。命令の実行が完了すると、インタプリタはプログラムに移動します。カウンタ 次の命令のアドレスを取得します。次に、それはインタプリタによってマシンコードに解釈され、実行のために CPU に渡されます。その後、このプロセスを繰り返してください。

物理的には、プログラム カウンタはレジスタを通じて実裝されます。レジスタは、CPU コンポーネントの中で最も高速に読み取るストレージ ユニットです。

程序計(jì)數(shù)器是線程私有的
假如說上述代碼都在線程1中運(yùn)行，同時運(yùn)行的還有線程2和線程3，多個線程運(yùn)行的時候，CPU會給每個線程分配時間片，給線程1分配時間片，如果線程1在指定的時間沒有運(yùn)行完，它就會把狀態(tài)暫存，切換到線程2，線程2執(zhí)行自己的代碼。線程2執(zhí)行完了，再繼續(xù)執(zhí)行線程1的代碼，在線程切換的過程中，我們要記住下一條指令的執(zhí)行地址。就需要用到程序計(jì)數(shù)器。假如說線程1剛開始執(zhí)行到第9行代碼，恰好這個時候時間片用完，CPU切換到線程2去執(zhí)行，這時它就會把下一條指令的地址10記錄到程序計(jì)數(shù)器里面，而且程序計(jì)數(shù)器是線程私有的，它是屬于線程1的，等線程2代碼執(zhí)行完了，線程1搶到了時間片，它就會從自己的程序計(jì)數(shù)器里面取出下一行代碼。每個線程都有自己的程序計(jì)數(shù)器

3.虛擬機(jī)棧

3.1.棧的特點(diǎn)

棧類似現(xiàn)實(shí)生活中的子彈夾。棧最重要的特點(diǎn)是后進(jìn)先出。

如圖，1是最先進(jìn)入棧中的，3是最后進(jìn)入棧中的，但是在出棧的時候，3最先出棧，1最后出棧。即他們按照1,2,3的順序入棧，按照3,2,1的順序出棧

虛擬機(jī)棧就是我們線程運(yùn)行時需要的內(nèi)存空間，一個線程運(yùn)行時需要一個棧。如果將來有多個線程的話，它就會有多個虛擬機(jī)棧。
每個棧可以看成是由多個棧幀組成，例如上圖中每個元素1,2,3都可以看成是棧幀。
一個棧幀就對應(yīng)著Java中一個方法的調(diào)用，即棧幀就是每個方法運(yùn)行時需要的內(nèi)存。每個方法運(yùn)行時需要的內(nèi)存一般有參數(shù)，局部變量，返回地址，這些都需要占用內(nèi)存，所以每個方法執(zhí)行時，都要預(yù)先把這些內(nèi)存分配好。
當(dāng)我們調(diào)用第一個方法棧幀時，它就會給第一個方法分配棧幀空間，并且壓入棧內(nèi)，當(dāng)這個方法執(zhí)行完了，就會把這個方法棧幀出棧，釋放這個方法所占用的內(nèi)存。
一個棧內(nèi)可能有多個棧幀存在。

總結(jié)
Java Virtual Machine Stacks(Java虛擬機(jī)棧)

• 每個線程運(yùn)行時所需要的內(nèi)存，稱為虛擬機(jī)棧
• 每個棧由多個棧幀(Frame)組成，對應(yīng)著每次方法調(diào)用時所占用的內(nèi)存
• 每個線程只能有一個活動棧幀，對應(yīng)著當(dāng)前正在執(zhí)行的那個方法(位于棧頂)

活動棧幀表示線程正在執(zhí)行的方法。

3.2.棧的演示

public?class?teststacks?{
	public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException{
		method1();
	}
	public?static?void?method1(){
		method2(1,2);
	}
	public?static?int?method2(int?a,int?b){
		int?c=a+b;
		return?c;
	}}

可以自行調(diào)試以上代碼來觀察棧中的變化情況。
入棧順序：main->method1->method2
出棧順序：method2->method1->main

3.3.棧的問題辨析

1. 垃圾回收是否涉及棧內(nèi)存？
   不涉及，垃圾回收只是回收堆內(nèi)存中的無用對象，棧內(nèi)存不需要對它執(zhí)行垃圾回收，隨著方法的調(diào)用結(jié)束，棧內(nèi)存就釋放了。
2. 棧內(nèi)存分配越大越好嗎？
   首先棧內(nèi)存可以指定：-Xss size(如果不指定棧內(nèi)存大小，不同系統(tǒng)會有一個不同的默認(rèn)值)
   其次由于電腦內(nèi)存一定，假如有100Mb,如果給棧內(nèi)存指定為2Mb,則最多只能存在50個線程，所以并不是越大越好，棧內(nèi)存較大一般是可以進(jìn)行較多次的方法遞歸調(diào)用，而不會增強(qiáng)線程效率，反而會使線程數(shù)量減少，一般使用默認(rèn)大小。

3.4.棧的線程安全問題

看一個變量是否線程安全，首先就是看這個變量對多個線程是共享的還是私有的，共享的變量需要考慮線程安全。
其次局部變量也不能保證是線程安全的，需要看此變量是否逃離了方法的作用范圍(作為參數(shù)和返回值逃出方法作用范圍時需要考慮線程安全問題)
例如：
以下代碼中局部變量是私有的，是線程安全的

	//多個線程同時執(zhí)行該方法，會不會造成x值混亂呢？
	//不會，因?yàn)閤是方法內(nèi)的局部變量，是線程私有的，互不干擾
	static?void?m1(){
		int?x=0;
		for(int?i=0;i<p>但是如果我們把變量的類型改為static,此時就大不一樣了，x是靜態(tài)變量，線程1和線程2同時擁有同一個x，static變量針對多個線程是一個共享的，不加安全保護(hù)的話，就會出現(xiàn)線程安全問題。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">	static?void?m1(){
		static?int?x=0;
		for(int?i=0;i<p>我們再看幾個方法</p><pre class="brush:php;toolbar:false">public?static?void?main(String[]?args)?{
????????StringBuilder?sb?=?new?StringBuilder();
????????sb.append(4);
????????sb.append(5);
????????sb.append(6);
????????new?Thread(()->{
????????????m2(sb);
????????}).start();
????}
????public?static?void?m1()?{
????????StringBuilder?sb?=?new?StringBuilder();
????????sb.append(1);
????????sb.append(2);
????????sb.append(3);
????????System.out.println(sb.toString());
????}
????public?static?void?m2(StringBuilder?sb)?{
????????sb.append(1);
????????sb.append(2);
????????sb.append(3);
????????System.out.println(sb.toString());
????}
????public?static?StringBuilder?m3()?{
????????StringBuilder?sb?=?new?StringBuilder();
????????sb.append(1);
????????sb.append(2);
????????sb.append(3);
????????return?sb;
????}

m1是線程安全的：m1中的sb是線程中的局部變量，它是屬于線程私有的
m2線程不安全：sb它是方法的參數(shù)，有可能有其它的線程訪問到它，它就不再是線程私有的了，它對多個線程是共享的。
m3不是線程安全的:它被當(dāng)成返回結(jié)果返回了，返回了有可能其它的線程拿到這個對象，從而并發(fā)的修改。

3.5.棧內(nèi)存溢出(StackOverflowError)

什么情況下會導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出吶？
1.棧幀過多導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出(一般遞歸調(diào)用次數(shù)太多，進(jìn)棧太多導(dǎo)致溢出)
這里最容易出現(xiàn)的場景是函數(shù)的遞歸調(diào)用。
2.棧幀過大導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出(不太容易出現(xiàn))

棧內(nèi)存溢出代碼演示1(自己開發(fā))：
測試以下的程序，其中遞歸函數(shù)沒有遞歸邊界

public?class?Demo1_2?{
	private?static?int?count;
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????try?{
????????????method1();
????????}?catch?(Throwable?e)?{
????????????e.printStackTrace();
????????????System.out.println(count);
????????}
????}
????private?static?void?method1()?{
????????count++;
????????method1();
????}}

運(yùn)行結(jié)果如下

…

這里報了錯誤StackOverflowError。
總共進(jìn)行了22846次遞歸調(diào)用

idea中設(shè)置棧內(nèi)存大?。?/strong>

將棧內(nèi)存設(shè)置的小一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)5000多次遞歸調(diào)用就溢出了。

棧內(nèi)存溢出代碼演示2(第三方依賴庫出現(xiàn))：

本案例可以使用JsonIgnore注解解決循環(huán)依賴，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時，只讓部門類去關(guān)聯(lián)員工類，員工類不再關(guān)聯(lián)部門類，在員工類的部門屬性(dept)上加@JsonIgnore注解。具體使用詳情可以點(diǎn)擊此處查看

3.6.線程運(yùn)行診斷

3.6.1.案例1:cpu占用過多(linux系統(tǒng)為例)

排查步驟：

1.在linux中使用top命令，去查看后臺進(jìn)程對cpu的占用情況
注意，在這之前我們運(yùn)行了一道Java程序

Java代碼占用了CPU的99.3%.top命令只能定位到進(jìn)程，而無法定位到線程。

2.查看線程對cpu的占用情況：ps H -eo pid,tid,%cpu
如果顯示過多，可使用ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 進(jìn)程id,過濾掉不想看的部分進(jìn)程
注意：ps不僅可以查看進(jìn)程，也可以查看線程對CPU的占用情況。H把進(jìn)程中的線程所有信息都展示出來。-eo規(guī)定輸出感興趣的內(nèi)容，這里我們想看看pid,tid和CPU的占用情況%cpu

當(dāng)線程數(shù)太多，排查不方便的話，我們可以用grep pid來進(jìn)行篩選，過濾掉不感興趣的進(jìn)程
ps H -eo pid,tid,%cpu |grep 32655

3.定位到是哪個線程占用內(nèi)存過高后，再使用Jdk提供的命令(jstack+進(jìn)程id)去查看進(jìn)程中各線程的運(yùn)行信息，需要把第二步中查到的線程id(十進(jìn)制)轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制，然后進(jìn)行比較查詢到位置后判斷異常信息。

thread1,thread2,thread3是我們自己定義的線程。
可以根據(jù)線程id，找到有問題的線程，進(jìn)一步定位到問題代碼的源碼行號

3.6.2.案例2:線程診斷_遲遲得不到結(jié)果

仍然通過jdk提供的 jstack+進(jìn)程id的方式，去查看進(jìn)程中各個線程的運(yùn)行信息

4.本地方法棧

含義：Java虛擬機(jī)調(diào)用本地方法時，需要給本地方法提供的一些內(nèi)存空間
本地方法不是由Java編寫的代碼，由于Java有時不能直接和操作系統(tǒng)打交道，所以需要用C/C++語言來與操作系統(tǒng)打交道，那么Java就可以通過調(diào)用本地方法來獲得這些功能。本地方法非常的多，如Object類的clone()，hashCode方法，wait方法,notify方法等

public?native?int?hashCode();

5.堆

5.1.定義

1.虛擬機(jī)棧，程序計(jì)數(shù)器，本地方法棧，這些都是線程私有的，而堆和方法區(qū)，是線程公用的一塊內(nèi)存區(qū)域。
2.通過new關(guān)鍵字創(chuàng)建的對象都會使用堆內(nèi)存
3.由于堆是線程共享的，堆內(nèi)的對象都要考慮線程安全問題(也有一些例外)
4.堆有垃圾回收機(jī)制，不再被引用的對象會被回收

5.2.堆內(nèi)存溢出(OutOfMemoryError:Java heap space)

對象一直存在于堆中未被回收，且占用內(nèi)存越來越大，最終導(dǎo)致堆內(nèi)存溢出(雖然堆中有垃圾回收機(jī)制，但垃圾回收機(jī)制不是回收所有的對象)
我們可以看看下面的代碼

public?static?void?main(String[]?args)?{
????????int?i?=?0;
????????try?{
????????????List<string>?list?=?new?ArrayList();
????????????String?a?=?"hello";
????????????while?(true)?{
????????????????list.add(a);?//?hello,?hellohello,?hellohellohellohello?...
????????????????a?=?a?+?a;??//?hellohellohellohello
????????????????i++;
????????????}
????????}?catch?(Throwable?e)?{
????????????e.printStackTrace();
????????????System.out.println(i);
????????}}</string>

報了錯誤java.lang.OutOfMemoryError
代碼中每次都拼接一個hello，由于定義的list集合創(chuàng)建在try語句里面，所以在for循環(huán)不斷執(zhí)行過程中，list集合是不會被回收的，只要程序還沒到catch之前，它就一直有效。而字符串對象都被追加到了集合內(nèi)部，字符串對象由于一直被使用，所以不會被回收。
我們可以通過-Xmx來設(shè)置堆空間大小。

我們把堆內(nèi)存改成8M(之前內(nèi)存是4G),此時只運(yùn)行了17次。

5.3.堆內(nèi)存診斷

1.jps工具：jps,查看當(dāng)前進(jìn)程中有哪些Java進(jìn)程，并將進(jìn)程id顯示出來(idea中通過terminal命令行輸入命令)
2.jmap工具：jmap -heap 進(jìn)程id 查詢某一個時刻堆內(nèi)存的占用情況
3.jconsole工具:圖形界面的，多功能監(jiān)測工具，可連續(xù)監(jiān)測，使用流程圖如下(1-2-3)：

6.方法區(qū)

6.1.定義

方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域，他用于存儲已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)常量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。(與類有關(guān)的信息)。雖然Java虛擬機(jī)規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個邏輯部分，但是他卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆），目的應(yīng)該是與Java堆區(qū)分開來。方法區(qū)在虛擬機(jī)啟動時創(chuàng)建。
對于習(xí)慣在HotSpot虛擬機(jī)上開發(fā)、部署程序的開發(fā)者來說，很多都更愿意把方法取稱為“永久代”（Permanent Generation），本質(zhì)上兩者并不等價，僅僅是因?yàn)镠otSpot虛擬機(jī)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)選擇把GC分代收集擴(kuò)展至方法區(qū)，或者說使用永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)而已，這樣HotSpot的垃圾收集器可以像管理Java堆一樣管理這部分內(nèi)存，能夠省去專門為方法區(qū)編寫內(nèi)存管理代碼的工作。對于其他虛擬機(jī)（如BEA JRockit、IBM J9等）來說是不存在永久代的概念的。原則上，如何實(shí)現(xiàn)方法區(qū)屬于虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，不受虛擬機(jī)規(guī)范約束，但使用永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)，現(xiàn)在看來并不是一個好主意，因?yàn)檫@樣更容易遇到內(nèi)存溢出問題（永久代有-XX:MaxPermSize的上限，J9和JRockit只要沒有觸碰到進(jìn)程可用內(nèi)存的上限，例如32位系統(tǒng)中的4GB，就不會出現(xiàn)問題），而且有極少數(shù)方法（例如String.intern()）會因這個原因?qū)е虏煌摂M機(jī)下有不同的表現(xiàn)。因此，對于HotSpot虛擬機(jī)，根據(jù)官方發(fā)布的路線圖信息，現(xiàn)在也已放棄永久代并逐步改為采用Navtive Memory來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)的規(guī)劃，在JDK1.7的HostSpot中，已經(jīng)把原本放在永久代的字符串常量池移出,jdk1.8中后稱作元空間，用的操作系統(tǒng)內(nèi)存。
Java虛擬機(jī)規(guī)范對方法區(qū)的限制非常寬松，除了和Java堆一樣不需要連續(xù)的內(nèi)存和可以喧囂而固定大小或者可擴(kuò)展外，還可以選擇不實(shí)現(xiàn)垃圾收集。相對而言，垃圾收集行為在這個區(qū)域是比較少出現(xiàn)的，但并非數(shù)據(jù)進(jìn)入了方法區(qū)就如永久代的名字一樣“永久”存在了。這區(qū)域的內(nèi)存回收目標(biāo)主要是針對常量池的回收和對類型的卸載，一般來說，這個區(qū)域的回收“成績”比較難以令人滿意，尤其是類型的卸載，條件相當(dāng)苛刻，但是這部分區(qū)域的回收確實(shí)是必要的。在Sun公司的BUG列表中，曾出現(xiàn)過的若干個嚴(yán)重的BUG就是由于低版本的HotSpot虛擬機(jī)對此區(qū)域未完全回收而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
根據(jù)Java虛擬機(jī)規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常。

文原文關(guān)于虛擬機(jī)的定義：

6.2.定義

jdk1.8之前,方法區(qū)是用的堆內(nèi)存，1.8之后，方法區(qū)用的操作系統(tǒng)內(nèi)存。
這塊不是太清晰，可以參考下此篇博客點(diǎn)擊查看
常量池分為靜態(tài)常量池和動態(tài)常量池，下圖中的常量池指的是動態(tài)常量池，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被讀入內(nèi)存中去，而靜態(tài)常量池存在于class文件中

6.3.方法區(qū)內(nèi)存溢出（OutOfMemoryError: Metaspace）

1.8以前會導(dǎo)致永久代內(nèi)存溢出

1.8以后會導(dǎo)致元空間內(nèi)存溢出

/**
?*?演示元空間內(nèi)存溢出?java.lang.OutOfMemoryError:?Metaspace
?*?-XX:MaxMetaspaceSize=8m
?*/public?class?Demo1_8?extends?ClassLoader?{?//?可以用來加載類的二進(jìn)制字節(jié)碼
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????int?j?=?0;
????????try?{
????????????Demo1_8?test?=?new?Demo1_8();
????????????
????????????for?(int?i?=?0;?i?<p><strong>jdk1.8以后， 默認(rèn)情況下，方法區(qū)用的是系統(tǒng)內(nèi)存，所以加大還是不會導(dǎo)致內(nèi)存溢出，循環(huán)很多次都運(yùn)行成功。</strong><br><strong>當(dāng)設(shè)置了-XX:MaxMetaspaceSize=8m，到了5411次就溢出了。報的是java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace錯誤</strong></p><p>而1.8以前永久代溢出報的錯誤是java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space</p><p><strong>6.4.常量池</strong></p><p><img src="/static/imghw/default1.png" data-src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/052/b93dd11973d3f8094228c146b3131c12-17.png" class="lazy" alt="JVM 學(xué)習(xí) Java メモリ構(gòu)造"></p><p><strong>常量池，就是一張表，虛擬機(jī)指令根據(jù)這站常量表找到要執(zhí)行的類名、方法名、參數(shù)類型、字面量信息(如字符串常量、true和false)</strong>。<br><em><em>運(yùn)行時常量池，常量池是</em>.class文件中的，當(dāng)該類被加載，它的常量池信息就會放入運(yùn)行時常量池，并把里面的符號地址變?yōu)檎鎸?shí)地址</em>*。</p><pre class="brush:php;toolbar:false">public?class?HelloWorld?{
	public?static?void?main(String[]?args)?{
		System.out.println("hello,world");
	}}

以上是一個helloworld程序，helloworld要運(yùn)行，肯定要先編譯成一個二進(jìn)制字節(jié)碼。
二進(jìn)制字節(jié)碼由類的基本信息、常量池、類方法定義（包含了虛擬機(jī)指令）。
反編譯HelloWorld(之前需要運(yùn)行將.java文件編譯成.class文件)
使用idea工具

F:\IDEA\projects\jvm>javap?-v?F:\IDEA\projects\jvm\out\production\untitled\HelloWorld.class

F:\IDEA\projects\jvm\out\production\untitled\是HelloWorld.class所在的路徑

顯示類的詳細(xì)信息

Classfile?/F:/IDEA/projects/jvm/out/production/untitled/HelloWorld.class
??Last?modified?2021-1-30;?size?533?bytes
??MD5?checksum?82d075eb7217b4d23706f6cfbd44f8f1
??Compiled?from?"HelloWorld.java"public?class?HelloWorld
??minor?version:?0
??major?version:?52
??flags:?ACC_PUBLIC,?ACC_SUPER

可以看到類的文件，最后修改時間，簽名。以及版本等等。有的還有訪問修飾符、父類和接口等詳細(xì)信息。

顯示常量池

Constant?pool:
???#1?=?Methodref??????????#6.#20?????????//?java/lang/Object."<init>":()V
???#2?=?Fieldref???????????#21.#22????????//?java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
???#3?=?String?????????????#23????????????//?hello,world
???#4?=?Methodref??????????#24.#25????????//?java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
???#5?=?Class??????????????#26????????????//?HelloWorld
???#6?=?Class??????????????#27????????????//?java/lang/Object
???#7?=?Utf8???????????????<init>
???#8?=?Utf8???????????????()V
???#9?=?Utf8???????????????Code
??#10?=?Utf8???????????????LineNumberTable
??#11?=?Utf8???????????????LocalVariableTable
??#12?=?Utf8???????????????this
??#13?=?Utf8???????????????LHelloWorld;
??#14?=?Utf8???????????????main
??#15?=?Utf8???????????????([Ljava/lang/String;)V
??#16?=?Utf8???????????????args
??#17?=?Utf8???????????????[Ljava/lang/String;
??#18?=?Utf8???????????????SourceFile
??#19?=?Utf8???????????????HelloWorld.java
??#20?=?NameAndType????????#7:#8??????????//?"<init>":()V
??#21?=?Class??????????????#28????????????//?java/lang/System
??#22?=?NameAndType????????#29:#30????????//?out:Ljava/io/PrintStream;
??#23?=?Utf8???????????????hello,world
??#24?=?Class??????????????#31????????????//?java/io/PrintStream
??#25?=?NameAndType????????#32:#33????????//?println:(Ljava/lang/String;)V
??#26?=?Utf8???????????????HelloWorld
??#27?=?Utf8???????????????java/lang/Object
??#28?=?Utf8???????????????java/lang/System
??#29?=?Utf8???????????????out
??#30?=?Utf8???????????????Ljava/io/PrintStream;
??#31?=?Utf8???????????????java/io/PrintStream
??#32?=?Utf8???????????????println
??#33?=?Utf8???????????????(Ljava/lang/String;)V</init></init></init>

顯示方法定義

{
??public?HelloWorld();
????descriptor:?()V
????flags:?ACC_PUBLIC
????Code:
??????stack=1,?locals=1,?args_size=1
?????????0:?aload_0?????????1:?invokespecial?#1??????????????????//?Method?java/lang/Object."<init>":()V
?????????4:?return
??????LineNumberTable:
????????line?1:?0
??????LocalVariableTable:
????????Start??Length??Slot??Name???Signature????????????0???????5?????0??this???LHelloWorld;

??public?static?void?main(java.lang.String[]);
????descriptor:?([Ljava/lang/String;)V
????flags:?ACC_PUBLIC,?ACC_STATIC
????Code:
??????stack=2,?locals=1,?args_size=1
?????????0:?getstatic?????#2??????????????????//?Field?java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
?????????3:?ldc???????????#3??????????????????//?String?hello,world
?????????5:?invokevirtual?#4??????????????????//?Method?java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
?????????8:?return
??????LineNumberTable:
????????line?3:?0
????????line?4:?8
??????LocalVariableTable:
????????Start??Length??Slot??Name???Signature????????????0???????9?????0??args???[Ljava/lang/String;}</init>

第一個方法是public HelloWorld();它是編譯器自動為我們構(gòu)造的無參構(gòu)造方法。
第二個是public static void main(java.lang.String[]);即main方法
方噶里面就包括了虛擬機(jī)的指令了。
getstatic獲取一個靜態(tài)變量，即獲取System.out靜態(tài)變量
ldc是加載一個參數(shù)，參數(shù)是字符串hello,world
invokevirtual虛方法調(diào)用，println方法
return執(zhí)行結(jié)束。
我們getstatic、ldc、invokevirtual后面都有一個#2,#3,#4。在解釋器翻譯這些虛擬機(jī)指令的時候，它會把這些#2,#3,#4進(jìn)行一個查表翻譯。比如getstatic #2，就去查常量池的表。在常量池中
#2 = Fieldref #21.#22 引用的是成員變量#21,#22.
#21 = Class #28 // java/lang/System
#22 = NameAndType #29:#30 // out:Ljava/io/PrintStream;
然后再去找#28.29，30
#28 = Utf8 java/lang/System
#29 = Utf8 out
#30 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
所以現(xiàn)在我就知道了，我是要找到j(luò)ava.lang.system類下叫out的成員變量，類型是java/io。
同理，ldc是找#3 = String #23 Utf8 hello,world，它是虛擬機(jī)常量池的一個字符串。把helloworld常量變成字符串對象加載進(jìn)來。
invokevirtual #4 Methodref #24.#25 等等
所以常量池的作用就是給我們指令提供一些常量符號，根據(jù)這些常量符號，我們就可以根據(jù)查表的方式去找到它，這樣虛擬機(jī)才能成功的執(zhí)行它。

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