JAVA内存模型

声明：下文所有经验总结均参考书籍《深入理解JAVA虚拟机》，如有侵权，请联系本人删除。
jvm内存模型如下：
1、程序计数器
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
如果线程正在执行的是一个Java 方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Natvie 方法，这个计数器值则为空（Undefined）；程序计数器是jvm规范中唯一一块不会发生OutOfMemoryError情况的区域。
程序计数器是线程私有的内存区域，每条线程都有独立的程序计数器。

2、Java 虚拟机栈
与程序计数器一样，Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java 方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame ①）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。进入方法时执行入栈操作，返回方法值时进行出栈操作。
在Java 虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError 异常；如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分的Java 虚拟机都可动态扩展，只不过Java 虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError 异常。

3、本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其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，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native 方法服务。抛出的异常和Java 虚拟机栈相同。

4、Java 堆
对于大多数应用来说，Java 堆（Java Heap）是Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java 堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。如果从内存回收的角度看，由于现在收集器基本都是采用的分代收集算法，所以Java堆中还可以细分为：新生代和老年代；再细致一点的有Eden 空间、From Survivor 空间、To Survivor 空间等。如果从内存分配的角度看，线程共享的Java 堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread LocalAllocation Buffer，TLAB）；
如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError 异常。

5、方法区

方法区（Method Area）与Java 堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息（类的版本、字段、方法、接口描述等）、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的应该是与Java 堆区分开来。（也就是常说的永久代，但并非数据进入了方法区就如永久代的名字一样“永久”存在了）。
根据Java 虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError 异常。
可以对这个内存区域进行垃圾回收，这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，但是效果难以令人满意，因为一般无法确定到底哪些类有用，哪些类没用。回收的条件太苛刻了。

5、运行时常量池

运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant PoolTable），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存放到方法区的运行时常量池中。也就是这里面存放的是常量和String。
既然是方法区的一部分，那么同方法区一样无法申请到足够内存时候会抛出OutOfMemoryError 异常。除jvm内存限制外，实际生产环境的内存不足时同样会造成内存溢出（譬如4g内存的电脑，运行需要6g内存的项目就极有可能产生内存溢出）。

总结：从上面可以看出来，jvm内存模型如果很粗糙的划分就只有堆和栈。栈分为本地方法栈和java方法，堆分为JAVA堆和方法区。方法区包含常量池，堆包含新生代（包含Eden空间和两个Survivor空间），老年代，永久代。栈里面主要放方法的信息，而堆里面存放的是对象，方法区（永久代）存放类的信息，常量、静态变量等内容。