为什么 Java 堆可以处于物理上不连续的内存空间？

[zhao1014]

JVM 为大对象分配内存时需要连续的内存空间，这个内存空间指的是逻辑上连续的内存空间吧？

在物理内存中对象有可能被拆分开分配到物理不连续的空间中吗？

如果 Java 堆逻辑连续的空间物理上并不连续，那么垃圾回收的过程中，由复制算法和标记-整理算法得到的空闲内存是不是也是逻辑上连续，物理上不一定连续？

JVM 运行时数据区是不是对物理内存的一部分的封装？如果是封装，那么逻辑内存与物理内存之间是不是存在一个映射关系？维护这个映射关系的开销不会很大么？为什么不要求物理连续呢？

[hello2060]

没研究过这么高深的问题，既然 java 里都是指针，为啥必须连续空间？你一个对象创建出来只是把成员初始化了，这时候成员还不一定指向任何有意义的东西呢，连续空间有啥用

[vk42]

物理地址一般对用户态程序是不可见的，至于虚拟地址到物理地址映射是 OS 维护的事，JVM 没必要多管闲事

[zhao1014]

@hello2060 可是 jvm 分配大对象内存要求连续空间，指针指向的是对象所占内存空间的起始地址，也就是第一个字节的地址，再通过对象的类型得知该对象所需空间具体大小然后顺序读取内存

[noe132]

应用程序没有权限直接操作物理内存的，操作的都只是虚拟内存，内存分配是 OS 的工作。至于怎么分配，怎么映射，又多大开销，《操作系统》欢迎你

[zhao1014]

@vk42 好的，谢谢你

[zhao1014]

@hello2060 好像没能理解你说的意思，说的话跟你没对上，抱歉了

[zhao1014]

@noe132 你说的虚拟内存是不是虚拟存储器，本质上是存储在磁盘上，只在需要的时候才会被读取到内存里？

[djFFFFF]

@zhao1014 虚拟内存是操作系统的知识，对物理内存的抽象和隔离。看一下操作系统的知识就知道了。

[zhao1014]

@djFFFFF 好的，谢谢！

[secondwtq]

“维护这个映射关系的开销不会很大么”
这个开销由硬件承担。可能有其他的方案，但是现在主流硬件都针对这个优化，已经形成了路径依赖

[julyclyde]

应用程序看不到物理内存的地址空间
所以讨论在物理地址空间是否连续根本就是个 NULL 问题

[BrettD]

物理内存映射是操作系统内核管的事情，JVM 只管到逻辑地址

[hello2060]

@zhao1014 虚拟内存应该只是一个虚拟的东西，他映射到实际存储数据的地方，可以在内存上也可以在磁盘里。

我前面的回答其实和你问的不是一回事。但是比如说一个飞机对象，包含 100 个乘客对象，也就是飞机对象有 100 个乘客对象的 reference, 这些 reference 可以是在连续空间里的（不管实际存储位置是不是连续的），但是具体每一个乘客对象，完全可以在不连续的位置上（这个更不可能要求实际存储位置是连续的，因为每个乘客对象都是独立的，完全可以在不同的时间地点被创建）再到飞机对象被销毁的时候，乘客对象完全可能还继续存在着，要求物理连续没有意义啊。--- 如果我说的不是你问的，你可以忽略嘿嘿

[zhao1014]

@hello2060 哈哈，感谢回答

[mejee]

这里的连续地址，指的是虚拟内存的连续，而不是物理内存的连续。可以理解为虚拟内存统一受 JVM 管理，当分配大对象时候，需要在虚拟内存地址中，找到连续的内存（因为 JVM 管理虚拟内存，所以虚拟内存也是有碎片化使用的）

[misaka19000]

学学操作系统吧。。。CPU 有一个部件叫做 MMU，用来管理物理内存页。

或者看我之前写的文章
https://www.nosuchfield.com/2018/11/23/Program-compilation-linking-loading-and-running/
中第四部“装载”中介绍的过程

[Jooooooooo]

你可以研究下操作系统虚拟内存和物理内存的映射管理.

[zhao1014]

@misaka19000 感谢，发现了一个错别字，
“但其实每个旅行图手中的地图都是不一样的，这个地图保证客人绝对不会找到一个已经被别人使用的房间”旅行图→旅行团

[misaka19000]

@zhao1014 #18 感谢，已经修改

[nightwitch]

推荐去看 csapp 的第九章：虚拟内存，关键词：页表，换页和 page fault 。

对应用程序来说内部见到的地址都是虚拟的，由虚拟地址往物理地址的映射这部分是由操作系统和硬件 mmu+tlb 单元来控制的。