JVM内存模型——运行时数据区（Runtime Data Areas）

一、模型图

JVM内存模型.png

二、JVM内存分区

JVM运行时数据区的内存有：方法区、Java堆、Java栈、本地方法栈、程序计数器

• 方法区：方法区是被所有线程共享的内存区域，用来存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、JTI（just in time,即时编译技术）编译后的代码等数据。运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期间生成的各种字面常量和符号引用。平时通过反射获取到的类型、方法名、字段名称、访问修饰符等信息就是从方法区获取到的。在使用到CGLib对类进行增强时，增强的类越多，就需要越大的方法区类存储动态生成的Class信息，当存放方法区数据的内存溢出时，会报OutOfMemoryError异常，在jdk1.8中也就是Metaspace内存溢出，可以通过参数JVM参数-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize设置Metaspace的空间大小。

• Java堆(Heap)：和方法区一样是被所有线程共享的内存区域，是JVM中最大的一块内存区域，几乎所有的对象实例都是在这个区域进行内存的分配的，为对象分配内存主要有两种方式：

  1. 指针碰撞法：把堆中的内存进行划分（已分配的内存+空闲的内存），通过指针作为分界点，当需要分内存时，把指向空闲内存移动与对象大小相等的距离。
  2. 空闲列表法：JVM通过维护一个列表，记录可用的内存块信息，当分配操作发生时，从列表中找到一个足够大的内存分配给对象实例，并更新列表上的记录。

• Java栈（Java Stack）：又称之为虚拟机栈，存放的是栈帧(栈的基础单位), 是用来存储数据和部分过程结果的数据结构。
  

  

  Java栈.png
  
  其中：
  1.局部变量表：用于存储方法参数和方法内部定义的局部变量，对于非static方法，局部变量表存储的第0个位置存储的为当前对象的引用，可以通过关键字this进行访问，方法参数按照参数列表顺序，从第1个位置分配下去；
  2.操作数栈：用于操作运行过程中的各种中间结果与字节码指令；
  3.动态链接：程序运行过程中，将符号引用解析为直接引用，例如多态，对象的引用在程序运行时链接到具体的实现类;
  4.出口记录：程序的出口

• 本地方法栈（Native Method Stack）
  本地方法栈是与Java栈发挥的作用十分相似,区别是Java栈执行的是Java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的本地方法服务，可能底层调用的c或者c++,我们打开jdk安装目录可以看到也有很多用c编写的文件，可能就是本地方法所调用的c代码。

• 程序计数器(Program Counter Register)：用来记录当前方法执行的情况，为了在线程切换可以恢复到正确执行位置，每个线程都需有独立的一个程序计数器，不同线程之间的程序计数器互不影响，独立存储。
  注意：如果线程执行的是个java方法，那么计数器记录虚拟机字节码指令的地址。如果为native【底层方法】，那么计数器为空。这块内存区域是虚拟机规范中唯一没有OutOfMemoryError的区域。

注：Java栈、本地方法栈、程序计数器生命周期一样，都是线程私有，随线程的创建而创建