JVM那点事-JVM内存结构

网上的文章，一上来，就讲JMM（Java Memory Model）把我看得一愣一愣的，于是，我就以小白的视角，来写一篇吧！

java内存模型（JDK7）.png

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1. 程序计数器

程序计数器（Program Counter Rigister）：线程私有，保证线程切换后恢复到执行位置。
java虚拟机的多线程 是通过线程切换并获取时间片 的方式来实现的。也就是说，在某一个时刻，一个处理器（多核处理器的一个内核）都只会执行一条线程中的指令。那么如何在线程切换后恢复到正确的执行位置呢？那我们就需要一个线程私有的程序计数器，来记录正在执行的虚拟机字节码的指令地址。（一句话总结：记录线程的执行位置。）程序计数器是唯一不会抛出OutOfMemoryError情况的区域。

2. java虚拟机栈

java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：也是线程私有的。生命周期和线程相同。它的内存模型是什么呢？
　　每个方法执行的同时，会创建一个栈帧（Stacks Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。方法的执行，对应栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。（一句话总结：创建栈帧执行方法，程序计数器会指向栈顶。）
（注：局部变量表存放的是编译期可知的各种 基本数据结构、对象引用（不同于对象本身）和 retrunAddress类型）。
Java虚拟机栈引用的对象可作为GC Root

3. 本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈发挥的作用相似，他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用的Native方法服务。本地方法栈Native方法引用的对象可作为 GC Root。

4. Java堆

Java堆：（Java Heap）是java虚拟机所管理内存最大的一块，线程共享。在虚拟机启动时创建。此区域的唯一目的就是存放对象实例。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候被称为“GC堆”。由于现在收集器基本采用分代收集算法。所以java堆还可以被分为：新生代和老年代。
Java虚拟机规范的规定，java堆可以在物理不连续的内存空间上，只要逻辑上是连续的即可。

5. 方法区（元空间）

方法区包含：类信息。常量、静态变量和常量池。

方法区（Method Area）：是各个线程共享的内存区域。它存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量即编译器编译后的代码等数据。方法区常量和静态变量引用的对象，可作为GC Root。传送门——指向null的对象，会被GC回收吗？

6. 运行时常量池

运行时常量池（Runtime Constant Pool）：是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。这部分内容在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。
运行时常量池另一个重要特征就是具有动态性。java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，运行期间也可以将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用的比较多的就是String类的intern()方法。['ɪntɜːn] 拘留犯

String的intern()方法.png

7. 直接内存（蛮重要的）

直接内存（Direct Memory）并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁的使用。而且也可能导致OutOfMemoryError异常。
在JDK1.4 中新加入的NIO类，引入了一种基于通道（Channel）与缓存区（Buffer）的I/O方式。它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中提高性能，因为避免了Java堆和Native堆中来回复制数据。
小坑：本机的直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是会受到本机总内存的限制。可能导致各个内存区域总和大于物理内存的限制，从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError。