深入理解 Java 虚拟机 学习：Java虚拟机内存区域

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一.运行时数据区域

Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。根据《 Java 虚拟机规范（第二版）》的规定，Java 虚拟机所管理的内存将会包含以下几个运行时数据区域

1.运行时数据区域图

2.程序设计器：

• 较小的内存空间
• 作用：当前线程执行的字节码的型号指示器
• 工作：通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支，循环，跳转，异常处理，线程恢复等基础功能
• 线程私有：每条线程都有一个独立的程序设计器，各条线程之间的计数器互不影响，独立存储

3.Java 虚拟机栈

• 线程私有：生命周期与线程相同
• 描述：Java 方法执行的内存模型，每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈种从入栈到出栈的过程
• 栈：大多数说的栈就是虚拟机栈，或者说是虚拟机栈种的局部变量表部分
• 局部变量表：基本数据类型，对象引用和 returnAddress 类型
• 其中64位长度的 long 和 double 类型的数据会占用2个局部变量空间，其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小

4.本地方法栈

• 1.作用：与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的
• 2.和虚拟机栈的区别: 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的 Native 方法服务，有的虚拟机会直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

5.Java堆

• Java虚拟机中管理中，内存最大的一块
• 线程共享：Java 堆是被所以线程共享的一块内存区域，在虚拟启动时创建
• 作用：用来存放对象实例，几乎所以的对象实例都在这里分配
• GC堆：Java堆是体积收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称之为“GC堆”
• 内存回收角度：由于现在收集器基本都是采用分代收集算法，所以 Java 堆中还可以细分成：新生代和老年代，再细致一点的有 Eden 空间，From Survivor 空间，To Survivor 空间等
• 内存分配角度：线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区，不过怎么划分，都与存放内容无关，无论那个区域存储的都依然是对象实例，进一步划分是更好地回收内存，或者更快的分配内存

6.方法区

• 永久代：很多人愿意把方法区称为 “永久代”，本质上来讲两者并不等价，仅仅时因为 HotSpot 虚拟机的设计团队选择把 GC 分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代来实现 方法区而已，对于其他虚拟机（如 BEA JRockit ,IBM J9等）来说时不存在永久代的概念的
• 线程共享：与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域
• 作用：用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据
• Java 虚拟机规范对这个区域的限制还是比较宽松的，除了和 Java 堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可以扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。垃圾收集在这个区域还是比较少出现的，但并非数据进入方法区就如永久代的名字一样 “永久”存在了，这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载