JVM 内存模型整理

目录

一、前言

二、具体介绍

1、程序计数器

1.1、概念

1.2、特点

2、Java的虚拟机栈

2.1、概念

2.2、局部变量表

2.3、操作数栈

2.4、动态链接

2.5、 方法的返回地址

2.6、附加信息

3、本地方法栈（Native栈）

3.1、概念

4、堆

4.1、概念

4.2、Java堆细分

4.3、分代策略

5、方法区（MethodArea）

 5.1、概念

5.2、方法区结构 

5.3、HotSpot在1.7版本以前和1.7版本，1.7版本后都有变化

5.4、直接内存

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一、前言

我们要明白所说的Java内存就是JVM内存，Java代码是运行在Java虚拟机之上的，由Java虚拟机通过解释执行(解释器)或编译执行(JIT编译器)来完成，故Java内存模型，也就是指Java虚拟机的运行时内存模型。

二、具体介绍

1、程序计数器

1.1、概念

程序计数器（ ProgramCounterRegister）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的Java字节码的行号指示器。可以理解为程序计数器在这里记住的JVM下一条指令的执行地址，当第一条指令执行完，那么解释器就会到程序计数器中取寻找下一条指令。在物理上来讲的话 程序计数器是通过寄存器来实现的。

1.2、特点

1.2.1、如果当前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Native方法，这个计数器值则为空（Undefined，并且所有的CPU 都有一个PC 每执行一条指令PC都会自增 因此PC存储了指向下一条要被执行的指令。

1.2.2、线程是私有的

每个线程都有自己的程序计数器，来记录自己线程执行到的指令，各条线程之间计数器互不影响，独立存储这就是我们所说的线程是私有的，并且当某一个线程执行完成之后，它会从自己的程序计数器中取出要执行的下一条指令。

1.2.3、程序计数器 不存在内存溢出 OOM（OutOfMemoryError），因为程序计数器是很小的空间 ，可以把它看成字节码行号的指示器。

2、Java的虚拟机栈

2.1、概念

Java中每个线程在运行的时候都需要划分内存空间，虚拟机栈是指每个线程在运行时需要的内存空间，所以说每条线程中都会存在一个虚拟机栈，而虚拟机栈中的每一块空间都是一个栈帧，一个栈帧对应着一次方法的调用。且每一个栈帧都用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、额外的信息等。

2.2、局部变量表

局部变量表主要存放的数据：

2.2.1、编译期的的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）

2.2.2、对象的引用 reference 类型  引用指针

2.2.3、ReturnAddress 类型  -----指向了一条字节码指令

其中64位的long double 会占用两个局部变量的空间(slot) 其余的类型都只占用1个slot。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

2.2.4、异常

如果线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；虚拟机的栈是可以进行动态扩展的，当扩展时申请不到足够的内存时，将抛出OutOfMemoryError异常。

2.3、操作数栈

2.3.1、概念

操作数栈类似于局部变量表， 操作栈也是后进先出，操作数栈的最大深度 class文件中的Code属性max_stacks  数据项。

2.3.2、操作数栈存储的类型

32位的数据类型 栈容量为1

64位的数据类型 栈容量为2

栈容量的单位 ----字宽

对32位的虚拟机 一个字宽是 4个字节

对64位的虚拟机 一个字宽是8个字节<