不同版本JVM內(nèi)存劃分的變化
1.6，使用永久代（PermGen）來實現(xiàn)方法區(qū)，運行時常量池在方法區(qū)中。
1.7，還有永久代，運行時常量池在堆中。
1.8，沒有永久代，使用元空間（在直接內(nèi)存）
總結(jié)：1.7 運行時常量池到了堆，1.8方法區(qū)被元空間替換
什么變量會在棧里，什么變量會在堆里？
方法里的局部變量
對象中的成員變量
JVM 內(nèi)存結(jié)構(gòu)
JVM內(nèi)存的劃分
（1）線程私有區(qū)：
- 程序計數(shù)器，記錄正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼的地址；
- Java虛擬機棧：Java方法執(zhí)行的內(nèi)存區(qū)，每個方法執(zhí)行時會在虛擬機棧中創(chuàng)建棧幀；
- 本地方法棧：虛擬機的Native方法執(zhí)行的內(nèi)存區(qū)；
（2）線程共享區(qū)：
Java堆：對象分配內(nèi)存的區(qū)域；
-
方法區(qū)：存放類信息、常量、靜態(tài)變量、編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)；
- 常量池：存放編譯器生成的各種字面量和符號引用，是方法區(qū)的一部分。
程序計數(shù)器（PC 寄存器）
程序計數(shù)器的定義
程序計數(shù)器是一塊較小的內(nèi)存空間，是當前線程正在執(zhí)行的那條字節(jié)碼指令的地址。若當前線程正在執(zhí)行的是一個本地方法，那么此時程序計數(shù)器為Undefined。
程序計數(shù)器的作用
- 字節(jié)碼解釋器通過改變程序計數(shù)器來依次讀取指令，從而實現(xiàn)代碼的流程控制。
- 在多線程情況下，程序計數(shù)器記錄的是當前線程執(zhí)行的位置，從而當線程切換回來時，就知道上次線程執(zhí)行到哪了。
Java 虛擬機棧（Java 棧）
Java 虛擬機棧的定義
Java 虛擬機棧是描述 Java 方法運行過程的內(nèi)存模型。
Java 虛擬機棧會為每一個即將運行的 Java 方法創(chuàng)建一塊叫做“棧幀”的區(qū)域，用于存放該方法運行過程中的一些信息，如：
- 局部變量表
- 操作數(shù)棧
- 動態(tài)鏈接
- 方法出口信息
壓棧出棧過程
當方法運行過程中需要創(chuàng)建局部變量時，就將局部變量的值存入棧幀中的局部變量表中。
Java 虛擬機棧的棧頂?shù)臈钱斍罢趫?zhí)行的活動棧，也就是當前正在執(zhí)行的方法，PC 寄存器也會指向這個地址。只有這個活動的棧幀的本地變量可以被操作數(shù)棧使用，當在這個棧幀中調(diào)用另一個方法，與之對應的棧幀又會被創(chuàng)建，新創(chuàng)建的棧幀壓入棧頂，變?yōu)楫斍暗幕顒訔?/p>
方法結(jié)束后，當前棧幀被移出，棧幀的返回值變成新的活動棧幀中操作數(shù)棧的一個操作數(shù)。如果沒有返回值，那么新的活動棧幀中操作數(shù)棧的操作數(shù)沒有變化。
堆
堆的定義
堆是用來存放對象的內(nèi)存空間，幾乎所有的對象都存儲在堆中。
堆的特點
- 線程共享，整個 Java 虛擬機只有一個堆，所有的線程都訪問同一個堆。
- 在虛擬機啟動時創(chuàng)建。
- 是垃圾回收的主要場所。
- 進一步可分為：新生代(Eden區(qū) From Survior To Survivor)、老年代。
不同的區(qū)域存放不同生命周期的對象，這樣可以根據(jù)不同的區(qū)域使用不同的垃圾回收算法，更具有針對性。
堆的大小既可以固定也可以擴展，但對于主流的虛擬機，堆的大小是可擴展的，因此當線程請求分配內(nèi)存，但堆已滿，且內(nèi)存已無法再擴展時，就拋出 OutOfMemoryError 異常。
Java 堆所使用的內(nèi)存不需要保證是連續(xù)的。而由于堆是被所有線程共享的，所以對它的訪問需要注意同步問題，方法和對應的屬性都需要保證一致性。
方法區(qū)?受到版本變化
JDK 1.8 的時候，方法區(qū)被徹底移除了，取而代之是元空間，元空間使用的是直接內(nèi)存。
JDK 1.8 之前永久代還沒被徹底移除的時候通常通過下面這些參數(shù)來調(diào)節(jié)方法區(qū)大小
-XX:PermSize=N //方法區(qū) (永久代) 初始大小 -XX:MaxPermSize=N //方法區(qū) (永久代) 最大大小,超過這個值將會拋出 OutOfMemoryError 異常:java.lang.OutOfMemoryError: PermGenJDK 1.8
-XX:MetaspaceSize=N //設置 Metaspace 的初始（和最小大?。?-XX:MaxMetaspaceSize=N //設置 Metaspace 的最大大小
方法區(qū)的定義
Java 虛擬機規(guī)范中定義方法區(qū)是堆的一個邏輯部分。方法區(qū)存放以下信息：
- 已經(jīng)被虛擬機加載的類信息
- 即時編譯器編譯后的代碼
方法區(qū)的特點
- 線程共享。 方法區(qū)是堆的一個邏輯部分，因此和堆一樣，都是線程共享的。整個虛擬機中只有一個方法區(qū)。
- 永久代。 方法區(qū)中的信息一般需要長期存在，方法區(qū)又是堆的邏輯分區(qū)，因此用堆的劃分方法，把方法區(qū)稱為“永久代”。永久代是 HotSpot 虛擬機對虛擬機規(guī)范中方法區(qū)的一種實現(xiàn)方式。
- 內(nèi)存回收效率低。 方法區(qū)中的信息一般需要長期存在，回收一遍之后可能只有少量信息無效。主要回收目標是：對常量池的回收；對類型的卸載。
- Java 虛擬機規(guī)范對方法區(qū)的要求比較寬松。 和堆一樣，允許固定大小，也允許動態(tài)擴展，還允許不實現(xiàn)垃圾回收。
運行時常量池 Runtime Constant Pool
JDK1.7 及之后版本的 JVM 已經(jīng)將運行時常量池從方法區(qū)中移了出來，在 Java 堆（Heap）中開辟了一塊區(qū)域存放運行時常量池。
運行時常量池是方法區(qū)的一部分。class文件常量池將在類加載后進入方法區(qū)的運行時常量池中存放。
一個類加載到JVM中后對應一個運行時常量池，運行時常量池相對于class文件常量池來說具備動態(tài)性，即字面量可以動態(tài)的添加。Java語言并不要求常量一定只能在編譯期產(chǎn)生，運行期間也可能產(chǎn)生新的常量（基本類型包裝類和String），這些常量被放在運行時常量池中。
字面量：字符串字面量和聲明為final的常量值（基本數(shù)據(jù)類型）
-
符號引用：編譯語言層面的概念，包括以下3類：
- 類和接口的全限定名
- 字段的名稱和描述符
- 方法的名稱和描述符
class文件常量池（靜態(tài)常量池）
class文件常量池是指編譯生成的class字節(jié)碼文件結(jié)構(gòu)中的一個常量池（Constant Pool Table），用于存放編譯期間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，存放于方法區(qū)的運行時常量池。
字符串字面量除了類中所有雙引號括起來的字符串（包括方法體內(nèi)的），還包括所有用到的類名、方法名和這些類與方法的字符串描述、字段（成員變量）的名稱和描述符
聲明為final的常量值指的是成員變量，不包含本地變量，本地變量是屬于方法的。
符號引用包括類和接口的全限定名（包括包路徑的完整名）、字段的名稱和描述符、方法的名稱和描述。只不過是以一組符號來描述所引用的目標，和內(nèi)存并無關，所以稱為符號引用，直接指向內(nèi)存中某一地址的引用稱為直接引用
當類被 Java 虛擬機加載后， .class 文件中的常量池就存放在方法區(qū)的運行時常量池中。
而且在運行期間，可以向常量池中添加新的常量。如 String 類的 intern() 方法就能在運行期間向常量池中添加字符串常量。
運行時常量池和字符串常量池
運行時常量池存儲的是一系列字節(jié)，字符串是被序列化的，而不是字符串對象，還有其他常量，不止字符串。
字符串常量池是在運行時用的，里面都是java對象。
字符串字面量是讀String類對象的引用。
Class類的對象存在JVM哪里？
Class對象是存放在堆區(qū)的。
類的元數(shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)并不是類的Class對象，Class對象是加載的最終產(chǎn)品。類的方法代碼，變量名，方法名，訪問權(quán)限，返回值等等都是在方法區(qū)的）才是存在方法區(qū)的。
一個對象的內(nèi)存劃分。
https://cloud.tencent.com/developer/article/1129494
public class Student {
private String name;
private static Birthday birthday = new Birthday();
public Student(String name) {
this.name = name;
}
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student("zhangsan");
int age = 10;
System.out.println(age);
}
}
class Birthday {
private int year = 2010;
private int month = 10;
private int day = 1;
}
從內(nèi)存區(qū)域來分析
- 虛擬機棧:只存放局部變量
- 堆:存儲對象的實例
- 方法區(qū)：存放Class信息和常量信息（final的東西）。
從變量的角度來分析
-
局部變量：
存放在虛擬機棧中（具體應為[棧->棧幀->局部變量表]）
- 基本類型的值直接存在棧中。如age=10
- 如果是對象的實例，則只存儲對象實例的引用。如s=ref
實例變量：存放在堆中的對象實例中。如Student的實例變量 name=ref
-
靜態(tài)變量：
存放在方法區(qū)中的常量池中。如Student.class中的birthday=ref。
- 如果常量的類型是對象的實例則只存儲對象實例的引用地址
通過變量的角度來分析，我們就可以了解為什么靜態(tài)變量不用new就能調(diào)用，而實例變量必須new出對象，才能調(diào)用。
參考
https://github.com/doocs/jvm/blob/master/docs/01-jvm-memory-structure.md
