jvm内存模型

1、简介

        JVM在执行Java程序时，会把它管理的内存划分为若干个的区域，每个区域都有自己的用途和创建销毁时间。如下图所示，可以分为两大部分，线程私有区和共享区。下图是根据自己理解画的一个JVM内存模型架构图：

2、线程私有区

2.1 程序计数器

        当同时进行的线程数超过CPU数或其内核数时，就要通过时间片轮询分派CPU的时间资源，不免发生线程切换。这时，每个线程就需要一个属于自己的计数器来记录下一条要运行的指令。如果执行的是JAVA方法，计数器记录正在执行的java字节码地址，如果执行的是native方法，则计数器为空。

2.2 虚拟机栈

        线程私有的，与线程在同一时间创建。管理JAVA方法执行的内存模型。每个方法执行时都会创建一个桢栈来存储方法的的变量表、操作数栈、动态链接方法、返回值、返回地址等信息。栈的大小决定了方法调用的可达深度（递归多少层次，或嵌套调用多少层其他方法，-Xss参数可以设置虚拟机栈大小）。栈的大小可以是固定的，或者是动态扩展的。如果请求的栈深度大于最大可用深度，则抛出stackOverflowError；如果栈是可动态扩展的，但没有内存空间支持扩展，则抛出
OutofMemoryError。 使用jclasslib工具可以查看class类文件的结构。下图为栈帧结构图：

2.3 本地方法栈

        与虚拟机栈作用相似。但它不是为Java方法服务的，而是本地方法（C语言）。由于规范对这

块没有强制要求，不同虚拟机实现方法不同。

3、线程共享区

3.1 方法区

        线程共享的，用于存放被虚拟机加载的类的元数据信息，如常量、静态变量和即时编译器编

译后的代码。若要分代，算是永久代（老年代），以前类大多“static”的，很少被卸载或收集，现回

收废弃常量和无用的类。其中运行时常量池存放编译生成的各种常量。（如果hotspot虚拟机确定

一个类的定义信息不会被使用，也会将其回收。回收的基本条件至少有：所有该类的实例被回收，

而且装载该类的ClassLoader被回收）。

3.2 堆

        存放对象实例和数组，是垃圾回收的主要区域，分为新生代和老年代。刚创建的对象在新生

代的Eden区中，经过GC后进入新生代的S0区中，再经过GC进入新生代的S1区中，15次GC后仍

存在就进入老年代。这是按照一种回收机制进行划分的，不是固定的。若堆的空间不够实例分配，

则OutOfMemoryError。

• 新生代（Young Generation） ：即图中的Eden + From Space（s0） + To Space(s1)
  • Eden 存放新生的对象
  • Survivor Space 有两个，存放每次垃圾回收后存活的对象(s0+s1)
• 老年代（Old Generation）： Tenured Generation 即图中的Old Space主要存放应用程序中生命周期长的存活对象

4、堆和栈的区别

        栈是运行时单位，代表着逻辑，内含基本数据类型和堆中对象引用，所在区域连续，没有碎

片；堆是存储单位，代表着数据，可被多个栈共享（包括成员中基本数据类型、引用和引用对

象），所在区域不连续，会有碎片。

1、功能不同

        栈内存用来存储基本类型变量、对象引用和方法调用相关信息，而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量，局部变量，还是类变量，它们指向的对象都存储在堆内存中。

2、共享性不同

        栈内存是线程私有的。 堆内存是所有线程共有的。

3、异常错误不同

        如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常。 栈空间不足：java.lang.StackOverFlowError。 堆

空间不足：java.lang.OutOfMemoryError。

4、空间大小

        栈的空间大小远远小于堆的。