??Java虛擬機在執(zhí)行Java程序時會把它所管理的內(nèi)存劃分為幾塊區(qū)域，分別用于負責不同的任務(wù)。有些區(qū)域的創(chuàng)建和銷毀依賴于虛擬機進程，有的則依賴于用戶線程的創(chuàng)建和銷毀。廢話不多說，我們來看看JVM運行時內(nèi)存區(qū)域具體是個什么鬼，先看張圖：
JVM運行時數(shù)據(jù)區(qū)
??原諒我不會畫圖，湊合著看看哈~
??我們從圖上可以看到，Java虛擬機在運行程序時，并非所有的內(nèi)存數(shù)據(jù)都同等對待，分為線程共享和線程私有的兩種區(qū)域。線程共享即所有的線程都可以訪問該區(qū)域的數(shù)據(jù)，而私有內(nèi)存是伴隨線程的創(chuàng)建而創(chuàng)建的區(qū)域，只對當前線程可見，并伴隨線程的銷毀而回收。
??我們接著來看兩種區(qū)域下更細致的劃分：
一、共享內(nèi)存
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Java堆（Java Heap）
??在絕大多數(shù)情況下，Java堆算得上是JVM中空間最大的區(qū)域，因為這里的唯一作用就是存放程序中實例化的對象，幾乎所有的對象實例都會在這里分配內(nèi)存空間。它被所有線程共享，伴隨著Java虛擬機的啟動而創(chuàng)建。
??Java堆可以是物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間，但要求必須保證邏輯連續(xù)。在實現(xiàn)方面，可以設(shè)置為固定大小，也可以是可擴展的，主流的虛擬機是通過 -Mmx和 -Mms 進行配置實現(xiàn)。如果堆的剩余空間不足以分配實例對象需要的空間，且無法繼續(xù)擴展，則會拋出OutOfMemoryError異常。
??那Java虛擬機怎么解決空間不足的問題呢？答案是內(nèi)存回收 - 垃圾收集機制，即依賴垃圾收集器回收已經(jīng)“死掉”的對象所占用的內(nèi)存，以供后續(xù)新創(chuàng)建的對象使用。Java堆是垃圾收集器主要管理的區(qū)域，所以也叫做“GC堆”（Garbage Collected Heap）。目前主流的虛擬機實現(xiàn)收集器都采用分代收集算法，大致做法就是將Java堆細分為Eden區(qū)、From Survivor區(qū)、To Survivor區(qū)，新創(chuàng)建的對象優(yōu)先會在Eden區(qū)分配空間，有的虛擬機還支持開啟本地線程緩沖區(qū)（Thread Local Allocation Buffer. TLAB）,（WTF，什么鬼玩意兒！）別慌，這個緩沖區(qū)只是為了幫助更快速地分配和回收內(nèi)存，可以先不了解具體原理，但要知道如果開啟了這個緩沖區(qū)，則優(yōu)先在TLAB區(qū)域分配空間。當然一些例外的大對象，會直接在老年代分配內(nèi)存空間，這么做是為了避免對象老年化的時候遷移大量數(shù)據(jù)。
??對象的回收算法還有標記-清除算法、復(fù)制算法、標記-整理算法，關(guān)于GC的收集算法，后續(xù)會單獨介紹。 -
方法區(qū)（Method Area）
??方法區(qū)中存儲的是已被虛擬機加載完畢的類信息、常量、靜態(tài)變量以及即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。不同的虛擬機對方法區(qū)的實現(xiàn)方式各不相同，HotSpot虛擬機上采用永久代的方式來實現(xiàn)方法區(qū)，但這樣容易遇到內(nèi)存溢出的問題（永久代有 -XX:MaxPremSize的上限）。現(xiàn)在HotSpot虛擬機已經(jīng)逐步采用Native Memory的方式來代替永久代，JDK1.7版本的HotSpot中，已經(jīng)把原本放在永久代的字符串常量池移出。注意，這里指的是字符串常量池將不屬于永久代，但仍屬于方法區(qū)的一部分，即永久代并不等價于方法區(qū)。
??方法區(qū)和堆區(qū)一樣，是所有線程共享的區(qū)域，并且Java虛擬機規(guī)范認為方法區(qū)是堆的一個邏輯部分，但實際上和堆是有區(qū)分的，它還有一個別名“Non-Heap”，即非堆。最大的不同之處是內(nèi)存回收方面，Java虛擬機規(guī)范不要求方法區(qū)必須實現(xiàn)垃圾收集，這不代表方法區(qū)的數(shù)據(jù)會“長生不死”，方法區(qū)的回收目標主要是常量池的回收和類型的卸載，嚴格意義來講，這些區(qū)域的內(nèi)存回收也很有必要。 -
運行時常量池（Runtime Constant Pool）
??運行時常量池是方法區(qū)的一部分，它的作用是存放編譯期生成的字面量和符號引用，這些數(shù)據(jù)來自于Class文件的常量池（Constant Pool Table）,出這些之外，運行時常量池還會存放翻譯后的直接引用。相較于Class文件的常量池，運行時常量池還具有動態(tài)性，這意味著其中存放的常量不僅僅是在編譯期產(chǎn)生，還會在運行期存放新的常量。
二、線程私有內(nèi)存
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Java虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）
??虛擬機棧是對Java方法執(zhí)行過程中的內(nèi)存模型的描述?？梢赃@么描述：每個方法在執(zhí)行的時候會在虛擬機棧中創(chuàng)建一個對應(yīng)的棧幀（Stack Frame）用于存儲方法中的局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。該方法的調(diào)用、執(zhí)行、完成的過程，對應(yīng)著棧幀在虛擬機棧中的入棧到出棧的過程。局部變量表存放的數(shù)據(jù)有以下幾種：
?a. 了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）
?b. 對象引用（reference,是一個指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔樆蛘呤侵赶虼韺ο蟮木浔?br> ?c. returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）
值得關(guān)注的是，局部變量表所需要的內(nèi)存大小是在編譯期確定并且完成分配，運行期不會動態(tài)改變局部變量表的大小。如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度，會拋出StackOverFlowError異常；如果無法申請到足夠的內(nèi)存，則會拋出OutOfMemoryError異常。 -
本地方法棧（Native Method Stack）
??本地方法棧和虛擬機棧的作用幾乎一致，但本地方法棧的服務(wù)對象是虛擬機所使用到的Native方法，而虛擬機棧是服務(wù)于虛擬機執(zhí)行的Java方法。在Sun公司的HotSpot虛擬機的實現(xiàn)中，本地方法棧和虛擬機棧被放到了一起實現(xiàn)。 -
程序計數(shù)器（Program Counter Register）
??這是一塊比較小的內(nèi)存空間，它用于指定當前線程正在執(zhí)行的字節(jié)碼的行號，也叫行號指示器?；谶@一點作用，就決定了程序計數(shù)器必須是線程私有的內(nèi)存區(qū)域，因為在處理器的每個內(nèi)核中，任意時刻都只會執(zhí)行一個線程中的一個指令，只有保證程序計數(shù)器是線程獨立的，線程之間的執(zhí)行才不會因為處理器切換線程而互相影響。注意一點，如果當前線程正在執(zhí)行Java方法，則計數(shù)器記錄的正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼指令的地址；如果正在執(zhí)行Native方法，則計數(shù)器值為空（Undifined）。
三、直接內(nèi)存（Direct Memory）
??首先聲明一點，直接內(nèi)存并不屬于Java虛擬機運行時內(nèi)存區(qū)域。那這塊區(qū)域是干什么的呢？它是JDK1.4引入NIO以后，基于通道（Channel）和緩沖區(qū)（Buffer）的I/O方式，使用Native函數(shù)庫直接分配的堆外內(nèi)存區(qū)域。在Java堆中會存儲著一個對應(yīng)的DirectByteBuffer對象作為這塊堆外內(nèi)存的引用，避免在Java堆和Native堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù)。
??直接內(nèi)存的大小不會收到Java堆的內(nèi)存限制，但是會受到本機總內(nèi)存大小和處理器尋址空間的限制。
