JVM(一) ：Java内存区域和HotSpot介绍

一、运行时内存划分

在JDK1.7中，根据Java虚拟机的规范，将其所管理的内存划分为以下这个运行时数据区域：

1. 程序计数器

当前线程所执行的字节码的行号指示器。每个线程都独立拥有一个程序计数器。
如果线程正在执行的是一个Java方法，则计数器保存正在执行的字节码指令地址，如果是Native方法则程序计数器的值则为空（Undefined）。
程序计数器是Java虚拟机规范中唯一没有规定任何OutOfMemoryError情况的数据区域。

2. Java虚拟机栈

属于线程私有，生命周期和线程相同。每个Java方法在执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
每一个方法从调用到执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
虚拟机栈中会有两种异常：

• 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将会抛出StatckOverflowError异常
• 虚拟机栈在动态扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError

3. 本地方法栈

同Java虚拟机栈，不过内部执行的是Native方法

4. Java堆

Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，用来存放对象实例。由于现在的收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中还可以细分为新生代和老年代

4.1 新生代

大多数对象在新生代中被创建，其中很多对象的生命周期很短。每次新生代的垃圾回收（又称Minor GC）后只有少量对象存活，所以选用复制算法，只需要少量的复制成本就可以完成回收。
新生代内又分三个区：一个Eden区，两个Survivor区（一般而言），大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到两个Survivor区（中的一个）。当这个Survivor区满时，此区的存活且不满足“晋升”条件的对象将被复制到另外一个Survivor区。对象每经历一次Minor GC，年龄加1，达到“晋升年龄阈值”后，被放到老年代，这个过程也称为“晋升”。

4.2 老年代

在新生代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代，该区域中对象存活率高。老年代的垃圾回收（又称Major GC）通常使用“标记-清理”或“标记-整理”算法。

5. 方法区

线程之间共享，用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译期编译后的代码等数据。
在HotSpot虚拟机上方法区通常被实现为永久代，HotSpot选择把GC分代收集扩展至永久代，在JDK1.8之后，元空间替换了永久代，使用堆外内存存储。

6. 运行时常量池

运行时常量池属于方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运营师常量池中存放。

二、HotSpot内存存储

HotSpot是OpenJDK中自带的虚拟机

1. 对象的创建过程（HotSpot）

2. 对象的内存布局

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：

• 对象头（Header）：对象头存储了两部分信息：1.Mark Word（存储对象自身的运行时数据，如哈希码、锁状态标志等） 2.类型指针（对象指向它的类元数据的指针）
• 实例数据（Instance Data）：程序代码中所定义的各种类型的字段内容
• 对齐填充（Padding）：并不是必然存在的，仅仅起着占位符的作用。HotSpot虚拟机要求对象的大小必须是8字节的整数倍，因此当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全

3. 对象的访问定位

对象访问方式取决于虚拟机实现而定，目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种：

三、 扩展

Q:看了很多关于JVM的介绍，运行时内存划分了一个方法区，网上又有一些文章写堆有个永久代，两者存储内容差不多，顿时糊涂。
A:方法区是JVM规范中定义的一个逻辑部分，与堆做区分。 用于存储类信息、常量池、静态变量、JIT编译后的代码等数据，具体放在哪里，不同的实现可以放在不同的地方。而永久代是Hotspot虚拟机特有的概念，是方法区的一种实现，别的JVM都没有这个东西。而在JDK1.8 永久代用元空间取代了。