1. 概述

Java 不像 C/C++ 需要程序員自己管理內(nèi)存，Java 把內(nèi)存控制的權(quán)利交給類 Java 虛擬機(jī)。

2. 運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)域

JVM 在 Java 程序運(yùn)行時把它所管理的內(nèi)存劃分為幾個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。

運(yùn)行時內(nèi)存區(qū)域

2.1 程序計數(shù)器

程序計數(shù)器是一塊較小的內(nèi)存，它可以看作 ++當(dāng)前線程++ 所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里，字節(jié)碼解釋器的工作就是通過改變這個 ++計數(shù)器的值++ 來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要這個計數(shù)器來完成。

如上圖所示，程序計數(shù)器是線程私有的。

如何執(zhí)行工作

如果線程正在執(zhí)行一個 Java 方法，這個計數(shù)器記錄的正是執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址，如果執(zhí)行的是 Native 方法，這個計數(shù)器值為空。

2.2 Java 虛擬機(jī)棧

Java 虛擬機(jī)棧是線程私有的，其生命周期與線程相同。

虛擬機(jī)棧描述的是 Java 方法執(zhí)行的內(nèi)存模型： 每個 Java 方法執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個 棧幀(stack frame) 用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。每一個方法從調(diào)用到執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過程。

平時的把 Java 內(nèi)存分為 堆內(nèi)存(heap) 和 棧內(nèi)存(stack) 的分類方法是比較粗糙的，實(shí)際分類方法十分復(fù)雜。這種分類方法中棧即為虛擬機(jī)棧，或為虛擬機(jī)中的局部變量表。

局部變量表存放了編譯期可知的各種數(shù)據(jù)類型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、對象引用(不等同于對象本身，可能是一個對象起始地址的引用指針，也可能是指向一個代表對象的句柄或其他與此對象相關(guān)的位置)和returnAddress(指向一條字節(jié)碼指令的地址)。

局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間分配完成，當(dāng)進(jìn)入一個方法時，這個方法需要在棧幀中分配多的的局部變量空間是完全確定的，在方法的運(yùn)行期間不會改變局部變量表的大小。

2.3 本地方法棧

本地方方法棧與虛擬機(jī)棧發(fā)揮的作用相似，不同的是該棧為 Native 方法服務(wù)。

2.4 Java 堆

Java 堆對于大部分應(yīng)用來說都是 JVM 所管理的內(nèi)存中最大的一塊。Java 堆是 所有線程共享 的一塊內(nèi)存區(qū)域,在虛擬機(jī)啟動時創(chuàng)建。Java 堆的唯一的目的就是存放對象實(shí)例，幾乎所有的對象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存 -- 所有的對象實(shí)例以及數(shù)組都要在堆上分配。

Java 堆的分配可以在物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間，只要邏輯上連續(xù)就可以，可以固定大小，也可以擴(kuò)展空間。

Java 堆是 GC 發(fā)生的主要區(qū)域。

2.5 方法區(qū)

方法區(qū)與 Java 堆一樣是所有線程共享的內(nèi)存空間，++它用于儲存已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)常量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)++。Java 虛擬機(jī)把方法區(qū)描述為堆的一個邏輯部分，但是它還有一個別名 -- Non-Heap(非堆)，目的應(yīng)該是與 Java 堆區(qū)分。

2.6 運(yùn)行時常量池

運(yùn)行區(qū)常量池是方法區(qū)的一部分。 Class 文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項信息是 常量池 ，用于存放編譯器生成的各種字面量和符號引用，這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)入方法去的運(yùn)行時常量池中存放。

字面量和符號引用-->常量池-->運(yùn)行時常量池

2.7 直接內(nèi)存

沒有接觸過相關(guān)概念。

直接內(nèi)存（Direct Memory）并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。但是這部分內(nèi)存也被頻繁地使用，而且也可能導(dǎo)致OutOfMemoryError異常出現(xiàn)，所以我們放到這里一起講解。

2.8 小結(jié)

3. 附錄

1. 深入理解Java虛擬機(jī)：JVM高級特性與最佳實(shí)踐