Java内存分布
1 运行时数据区域
Java虚拟机在执行Java程序的过程中会将其管理的内存划分为若干个不同的数据区域，这些区域有各自的用途、创建和销毁的时间，有些区域随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来建立和销毁。Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域
1、程序计数器：指向当前线程正在执行的字节码指令。线程私有的。
2、虚拟机栈：虚拟机栈是Java执行方法的内存模型。每个方法被执行的时候，都会创建一个栈帧，把栈帧压人栈，当方法正常返回或者抛出未捕获的异常时，栈帧就会出栈。
（1）栈帧：栈帧存储方法的相关信息，包含局部变量数表、返回值、操作数栈、动态链接
a、局部变量表：包含了方法执行过程中的所有变量。局部变量数组所需要的空间在编译期间完成分配，在方法运行期间不会改变局部变量数组的大小。
(局部变量表中存储着方法的相关局部变量，包括各种基本数据类型，对象的引用，返回地址等。在局部变量表中，只有long和double类型会占用2个局部变量空间（Slot，对于32位机器，一个Slot就是32个bit），其它都是1个Slot。需要注意的是，局部变量表是在编译时就已经确定 好的，方法运行所需要分配的空间在栈帧中是完全确定的，在方法的生命周期内都不会改变。
虚拟机栈中定义了两种异常，如果线程调用的栈深度大于虚拟机允许的最大深度，则抛出StatckOverFlowError（栈溢出）；不过多 数Java虚拟机都允许动态扩展虚拟机栈的大小(有少部分是固定长度的)，所以线程可以一直申请栈，知道内存不足，此时，会抛出 OutOfMemoryError（内存溢出）。
每个线程对应着一个虚拟机栈，因此虚拟机栈也是线程私有的。)
b、返回值：如果有返回值的话，压入调用者栈帧中的操作数栈中，并且把PC的值指向 方法调用指令 后面的一条指令地址。
c、操作数栈：操作变量的内存模型。操作数栈的最大深度在编译的时候已经确定（写入方法区code属性的max_stacks项中）。操作数栈的的元素可以是任意Java类型，包括long和double，32位数据占用栈空间为1，64位数据占用2。方法刚开始执行的时候，栈是空的，当方法执行过程中，各种字节码指令往栈中存取数据。
d、动态链接：每个栈帧都持有在运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。
（2）线程私有
3、本地方法栈：
（1）调用本地native的内存模型
（2）线程独享。
4、方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据
方法区是各个线程共享的区域，用于存储已经被虚拟机加载的类信息（即加载类时需要加载的信息，包括版本、field、方法、接口等信息）、final常量、静态变量、编译器即时编译的代码等。
（1）线程共享的
（2）运行时常量池：
A、是方法区的一部分
B、存放编译期生成的各种字面量和符号引用
C、Class文件中除了存有类的版本、字段、方法、接口等描述信息，还有一项是常量池，存有这个类的 编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后，存放到方法区的运行时常量池中。
5、堆（Heap）：Java对象存储的地方
（1）Java堆是虚拟机管理的内存中最大的一块
（2）Java堆是所有线程共享的区域
（3）在虚拟机启动时创建
（4）此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有对象实例都在这里分配内存。存放new生成的对象和数组
（5）Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，因此很多时候称为“GC堆”
2 常量池区分
参考链接
- 全局字符串池 string pool---- 存在于堆中
- class文件常量池 class constant pool----存在于Class文件中
- 运行时常量池 runtime constant pool ---- 存在于内存的元空间中
全局字符串池
存放字符串实例的引用（类加载完成、验证、准备后在堆中生成），真正实例在堆中
在HotSpot VM里实现string pool功能的是一个StringTable类，它是一个哈希表，里面存放驻留字符串（即双引号括起来的字符串）的引用,这个StringTable在每个HotSpot VM的实例只有一份，被所有的类共享
class文件常量池
class文件中除了包含类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池(constant pool table)
存放编译器生成的字面量和符号引用
字面量：文本字符串、被声明为final的常量值
符号引用：一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要使用时能无歧义地定位到目标即可，一般为如下三类常量
1 类和接口的全限定名
2 字段的名称和描述符
3 方法的名称和描述符
运行时常量池
jvm在执行某个类的时候，必须经过加载、连接、初始化，而连接又包括验证、准备、解析三个阶段
当类加载到内存中后，jvm就会将class常量池中的内容存放到运行时常量池，解析（resolve）之后，把class常量池符号引用替换为直接引用，替换过程即把全局字符串中的实例引用值给class常量池引用值，两者保持一致
过程：类编译时，在class常量池中存放符号引用，类加载时，将class常量中存放的符号引用转存到运行常量池中，验证、准备后，在堆中生成驻留字符串的实例，并将引用存放到string pool中，HotSpot虚拟机就是存在StringTable中，在解析时，将运行时常量池中的符号引用替换成直接引用，即符号引用与string pool中的一样
3 Java内存模型
堆的内存划分：
Java堆的内存划分如图所示，分别为年轻代、Old Memory（老年代）、Perm（永久代）。其中在Jdk1.8中，永久代被移除，使用MetaSpace代替。
1、新生代：
（1）使用复制清除算法（Copinng算法），原因是年轻代每次GC都要回收大部分对象。新生代里面分成一份较大的Eden空间和两份较小的Survivor空间。每次只使用Eden和其中一块Survivor空间，然后垃圾回收的时候，把存活对象放到未使用的Survivor（划分出from、to）空间中，清空Eden和刚才使用过的Survivor空间。
（2）分为Eden、Survivor From、Survivor To，比例默认为8：1：1
（3）内存不足时发生Minor GC
2、老年代：
（1）采用标记-整理算法（mark-compact），原因是老年代每次GC只会回收少部分对象。
3、Perm：用来存储类的元数据，也就是方法区。
（1）Perm的废除：在jdk1.8中，Perm被替换成MetaSpace，MetaSpace存放在本地内存中。原因是永久代进场内存不够用，或者发生内存泄漏。
（2）MetaSpace（元空间）：元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
4、堆内存的划分在JVM里面的示意图：
参考连接
https://mp.weixin.qq.com/s/H3ZGI9XIwrWGsByKbCYC7A
京公网安备 11010502036488号