JVM内存模型

JVM组成部分

1. 类装载子系统

        C++实现的，将【字节码】装载到【运行时数据区（内存模型）】。

2. 字节码执行引擎

        C++实现的，执行【运行时数据区（JVM内存模型）】中【方法区】中的代码，并修改【程序计数器】的值。

3. 运行时数据区

        运行时数据区即JVM内存模型，包括以下5部分，其中“线程栈”、“程序计数器”、“本地方法栈”是每个线程独有的，而“堆”和“方法区”则是所有线程共享的。

3.1 堆

        一般new 的对象在堆中，但也会有些在栈中。堆区分成“年轻代”和“老年代”。上图中可以看出，默认情况下“年轻代”占1/3，老年代占2/3。年轻代又分成2部分，一部分占年轻代的8/10, 是 ，一般刚new的对象是放在Eden区域中一部分占年轻代的2/10的survivor区，里面分别是占1/10的s0区和s1区。

3.2 方法区（元空间）

        包含 “常量”、“静态变量”、“类信息（类元信息）”，在JDK1.8之前，方法区被叫做“永久代”/“持久代”，在1.8后改成被叫做“元空间”。

• 方法区（元空间）用的是直接内存，即系统的运行内存，不是硬盘内存，不设置大小的话，默认初始大小是21M。详情见后面的“4. JVM内存参数设置”
• 类信息就是类元信息，即简单说就是类的代码信息，不过是C++编写的。
• 注意：上图虽然用 .class表示类元信息，但是这实际不是class对象！！实际是C++编写的类信息。我们程序使用的class对象还是在堆区中的。
• 如果常量、静态变量是对象，那么这些对象是保存在堆中的，方法区保存的是对象的堆内存地址。（ps：这一特殊情况就对应上面总图中user到user的红色线条以及方法区到堆的黑色线条)
• 对象头中有一个类型指针，指向方法区的类元信息，即对象通过这个指针找到类的代码。（ps：这特性，对应上图中堆区“Math”到方法区的“Math.class”箭头）

3.3 程序计数器

        每个【线程】独有一个程序计数器。记录当前要执行的代码所在的存储地址（这个代码是jvm指令代码），每执行完一行代码，那么【字节码执行引擎】会去修改这个线程的【程序计数器】的值。

• 使用的场景：系统是多线程执行的，程序计数器可以恢复当前线程的代码执行

3.4 本地方法栈

        每个线程独有一份存放本地方法的栈，即“本地方法栈空间中”存放了各个线程的本地方法栈。本地方法就是非java语言的方法，常见的都是java调用c/c++底层的代码，比如Thread类的sleep方法。在java中，本地方法被native”关键词修饰，没有实现的java代码。

3.5 栈（线程）

        每个线程开始执行时，会从此区域分配一块专属的栈空间给这个线程使用。即一个线程一块栈空间，这个线程独有的栈空间内部又是一个栈结构（可以称为线程栈）。

栈桢

        一个方法被执行时，会在当前线程栈中被分配一块栈帧内存区域，分配的方式似于压入当前线程栈中，即在线程栈的栈顶分配区域。简之: 一个方法对应一块栈帧内存区域。线程栈中，每个栈帧就是这个线程栈中的一个元素，线程栈被分成多个。（可以看作 一个栈帧 = 一个方法）

一块栈帧“主要”分成如下4个部分：

1. 局部变量表（也称为本地变量表）：用来存放局部变量的，类似数组结构，每个方法有一份。方法结束后，会销毁当前方法的局部变量表。
2. 操作数栈：栈结构，用来存放数值的，并用来进行运算操作的。即：临时的一块给运算操作存放中间结果的中转区域，主要用于保存计算过程的中间结果，存储计算过程中的临时变量值。
3. 动态链接：在代码运行过程中，遇到一些方法引用等各个代码符号，这些符号引用会在运行到此代码符号时，就会被映射成真正的代码地址（直接引用）。这个就是动态链接过程，这个映射就是保存在对应帧栈的动态链接中。
4. 方法出口：存放此方法（即此帧栈）被上层方法调用时，在上层方法的代码地址。用来恢复上层方法的执行。

• 方法出口信息获取分为【正常退出】和【异常退出】。
• 正常退出通过pc计数器的值获取，异常退出通过异常处理器表确定返回地址。

public class Math {

    public static final int initData = 666;
    public static User user = new User();

    public int compute() {  //一个方法对应一块栈帧内存区域
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math01 math = new Math01();
        math.compute();
    }
}