Java基础之JVM内存模型

JVM内存模型

JVM内存模型的标准是拥有五个区域，分别为程序计数器、Java栈、本地方法栈、方法区以及堆；其中程序计数器、Java栈和本地方法栈是线程私有的，方法区和堆是线程共享的；接下来详细介绍下这几个区域。

1. 程序计数器

1.1 程序计数器的介绍

程序计数器只拥有一块很小的内存空间，是唯一一个不会发生内存溢出的区域。主要用来记录当前线程所执行指令的行数，但需要注意的是，如果执行的是本地方法，那么程序计数器是空的。

1.2 程序计数器的作用

流程控制：实现程序的顺序执行、选择、循环以及异常处理。
线程的上下文切换：帮助线程完成上下文切换工作，快速恢复上次的工作场景。

2. Java栈

2.1 Java栈的介绍

Java虚拟机栈会为每一个即将运行的Java方法创建一块叫做“栈帧”的区域，这块区域用于存储该方法在运行过程中所需要局部变量表、动态链接、操作数栈以及方法出口等信息。

2.2 Java栈的特点

局部变量表的创建是在方法被执行的时候，随着栈帧的创建而创建。而且，局部变量表的大小在编译时期就确定下来了，在创建的时候只需分配事先规定好的大小即可。此外，在方法运行的过程中局部变量表的大小是不会发生改变的。
Java虚拟机栈也是线程私有的，每个线程都有各自的Java虚拟机栈，而且随着线程的创建而创建，随着线程的死亡而死亡。
Java 虚拟机栈会出现两种异常：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。StackOverFlowError 是栈的请求深度超过当前Java虚拟机栈的最大深度的时候抛出的异常，例如：死递归；OutOfMemoryError是栈请求的内存无法分配时抛出的异常。

3. 本地方法栈

3.1 本地方法栈的介绍

本地方法栈和Java虚拟机栈实现的功能类似，只不过本地方法栈是为本地(native)方法服务的。

4. 方法区

4.1 方法区的介绍

Java 虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑部分。方法区中存放已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等，其中常量存放在运行时常量池之中。

4.2 方法区的“前世今生”

永久代（“PermGen space”）是HotSpot虚拟机对“方法区”的具体实现，这是HotSpot虚拟机特有的，在JRockit（Oracle）、J9（IBM）并没有“PermGen space”。
在Java7的时候，存储在永久代的部分数据就已经转移到了Java Heap或者是 Native Heap，其中运行时常量池移动到了Java Heap，符号引用(Symbols)转移到了Native Heap。
在Java8的时候，HotSpot将永久代彻底移除了，将剩余未转移的数据都放在了元空间（Metaspace）中。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。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制，但可以通过以下参数来指定元空间的大小。