《深入理解java虚拟机》之JVM内存结构总结

JVM内存结构

JVM内存结构不光是只有堆内存和栈内存，实际情况要复杂很多，主要包含以下结构。

程序计数器

每个线程都有独立的程序计数器，各线程的互不影响，用于存储正在执行的虚拟机指令地址（对于Native方法则为空undefined）.

JVM栈

JVM栈是线程私有的，每个方法执行的时候都会建立栈帧，栈帧包含以下内容：

局部变量表：存放编译期可知的基本数据类型数据、对象引用和returnAddress，亦即运行期不会改变局部变量表大小;

操作数栈；

动态链接；

方法出口，等等。

该区域可能抛出以下异常：

当线程请求的栈深度超过最大值，会抛出StackOverflowError异常；

JVM栈动态扩展时无法申请导足够内存，抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈

类似JVM栈，区别只在于本地方法栈用于执行本地(Native)方法。

Java堆

所有线程共享的内存区域，用于存放对象实例（但现在不一定全部对象都在堆里了，栈上分配/标量替换等技术）。在GC的概念中还可以分为Eden区、FromSurvivor区及ToSurvivor区。也可能会划分出线程私有的分配缓冲区TLAB。

-Xmx：设置JVM最大堆内存  

-Xms：设置JVM初始堆内存 。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。 

方法区

线程共享，用于存放已加载的类、常量、静态变量、JIT编译后的代码等数据。

对于HotSpot虚拟机用户而言，经常将方法区称为永生代（Permanent Generation），是因为HotSpot虚拟机用永生代实现方法区，用GC管理方法区

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，类文件被加载后，常量部分就会被放到运行时常量池里。运行期期间也可以将新的常量放入常量池，比如String.intern()方法。

直接内存

NIO里面引入直接内存的API，可以使用本地方法分配堆外内存，在某些情况下可以提高IO性能。

创建对象过程

遇到new关键字的时候，检查对应类是否能在常量池定位到类的符号引用，并检查是否已加载、解析、初始化。没有的话线加载类；

分配内存。加载类之后一个对象所需的内存大小就确定了；使用Serial、ParNew等收集器时，堆内存是整齐的，使用指针碰撞划分内存，即在空闲内存的分界点开始分配指定大小的内存空间；如果用CMS等给予Mark-Sweep算法的收集器时，使用空闲列表划分内存，即JVM维护了一个记录可用内存的表，从改变中找一块足够大小的内存空间用于分配。

考虑到多线程同时创建对象的情况，会使用到前面说的TLAB，每个线程在自己的TLAB上分配内存，TLAB用完并重新分配新TLAB的时候才需要同步锁定。

申请内存后，进行初始化零值（可以在TLAB分配时进行）；

设置对象的对象头（Object Header）；

执行方法。