简单谈谈我对JVM内存管理的理解(2)

 “简单谈谈我对JVM内存管理的理解(1)“里面对jvm虚拟机运行时数据区进行了一些阐述。在这一篇里，我简单谈谈在虚拟机运行过程中，虚拟机是怎么对内存进行管理的。但是这一部分，不包括垃圾回收相关的介绍。下面我们就开始。

首先就是分配空间。前面的介绍已经说明了，空间分配有两种方式，一种是指针碰撞的方式。另一种是通过维护一份内存空闲列表的方式。但是不管用哪种方式，都不能保证分配的原子性。在非常频繁的内存分配过程中，如何保证分配操作的原子性，确实是一项挑战。我简单介绍两种方法，但具体哪种虚拟机使用的是哪种方案。这个就各不相同了。一种方法是通过失败重试的方式，保证内存分配过程中的原子性。另外一种是采取TLAB的方式，就是为每个线程单独分配一块空闲的内存，当线程需要内存时，从本地内存中获取。这就是分配内存的基本模式。

说完了分配空间，在说说空间的使用。内存过程中在使用过程中，主要被分为三个部分。一部分是对象头，在该部分，主要存储对象本身的信息。如gc分代年龄，哈希值，锁状态等并且该部分的存储是按照bit位存储的，目的是为了把大量信息存储在有限的空间内。第二部分为实例数据。实例数据存储的是创建的实例的主体部分，该部分控制的内存也是很大的，所以该部分对内存的管理是有策略的。会将长度相同的基本数据类型放在一起，例如将double和long类型放在一起，将byte类型和boolean类型放在一起。这样做，主要是为了节省空间，避免发生空位补齐。

最后说一下对齐填充，很多虚拟机对空间的要求，就是内存的起始地址必须是8的整倍数(原因不再赘述)。所以，如果内存中有不是8的整倍数的内存，虚拟机会自动补齐，这部分只是为了占位，并没有真是用途。

上面介绍了关于虚拟机对内存的分配和存储结构。下面说说在访问过程中，虚拟机是如何寻找到存储在内存中的资源的。

虚拟机在运行过程中，会有多个线程同时运行，每个线程对应到自己的一个栈(前一篇已经阐述过了)，每个栈只记录进入该栈的方法的一部分信息。这些信息中的一部分，能够帮助jvm寻找到该方法对应在堆中分配的资源(这一块比较绕)。因为程序的运行顺序，是由栈决定的(栈的工作顺序)。但是运行过程中需要的大部分数据，并没有存在于栈内，栈内存储的只是能够映射到堆内存中的一些“reference”。

映射的方式，有两种方式。一种是直接指针访问，我感觉就像C++中的指针引用。这种方式很直接，最大的优势就是快，在java效率一直备受诟病的环境下，这种方式有很大的市场的。另外一种方式是“句柄式”，其实我是很讨厌“句柄”这个词的。我真的不知道是谁翻译了这个词。我在阅读Thinking in java的时候(那时候刚刚接触java)，句柄给我带来了很大困扰。我不知道这个东西是什么东西。后来一气之下换成英文的，当看到reference的时候，我一下就明白了，句柄这个词，你得先知道他代表的是什么意思，才能理解他的用法。句柄的方式，就是在堆内部建立一个句柄池，每个方法以及他对应的数据，都通过这个句柄区来关联维护，而栈内只需要维护一个指向句柄池的reference即可。采用这种方式，速度要慢于直接指针访问的方式，但是这种方式，在管理方面，由于直接指针引用方式。