你好我是辰兮，很高興與你分享近期學習總結，本篇是學習了嗶哩嗶哩上面JVM底層原理後的小結，學習完對Java內存結構有了新的見解，爲了更直觀的感受其模型，找了很多的圖片，希望對你們理解學習有幫助。
文章目錄
0、序言（運行時數據區）
JVM中的堆啊、棧啊、方法區什麼的，是Java虛擬機的內存結構，Java程序啓動後，會初始化這些內存的數據。
Java 虛擬機在執行 Java 程序的過程中會把它管理的內存劃分爲若干個不同的數據區域。每個區域都有各自的作用。
分析 JVM 內存結構，主要就是分析 JVM 運行時數據存儲區域。JVM 的運行時數據區主要包括：堆、棧、方法區、程序計數器等。
而JVM 的優化問題主要在線程共享的數據區中：堆、方法區。
內存結構就是上圖中內存空間這些東西，而Java內存模型，完全是另外的一個東西。
Java中的內存分配：
Java程序在運行時，需要在內存中的分配空間。爲了提高運算效率，就對數據進行了不同空間的劃分，因爲每一片區域都有特定的處理數據方式和內存管理方式。
具體劃分爲如下5個內存空間：
- 棧：存放局部變量
- 堆：存放所有new出來的東西
- 方法區：被虛擬機加載的類信息、常量、靜態常量等。
- 程序計數器(和系統相關)
- 本地方法棧
![在這裏插入圖片描述]()
1、程序計數器（Program Counter Register）
程序計數器是一塊很小的內存空間，它是線程私有的，可以認作爲當前線程的行號指示器。
一個線程的執行，是通過字節碼解釋器改變當前線程的計數器的值，來獲取下一條需要執行的字節碼指令，從而確保線程的正確執行。
爲什麼需要程序計數器 ？
我們知道對於一個處理器(如果是多核cpu那就是一核)，在一個確定的時刻都只會執行一條線程中的指令，一條線程中有多個指令，爲了線程切換可以恢復到正確執行位置，每個線程都需有獨立的一個程序計數器，不同線程之間的程序計數器互不影響，獨立存儲。
注意：如果線程執行的是個java方法，那麼計數器記錄虛擬機字節碼指令的地址。如果爲native【底層方法】，那麼計數器爲空。這塊內存區域是虛擬機規範中唯一沒有OutOfMemoryError的區域。
2、虛擬機棧（Java Stack）
又叫Java棧,就是我們平常說的棧
虛擬機棧也是線程私有的，生命週期與程序計數器相同，就是我們平時說的棧，棧描述的是Java方法執行的內存模型。
虛擬機棧-過程詳情描述
①每創建一個線程，虛擬機就會爲這個線程創建一個虛擬機棧，
②虛擬機棧表示Java方法執行的內存模型，每調用一個方法，就會生成一個棧幀（Stack Frame）用於存儲方法的本地變量表、操作棧、方法出口等信息，當這個方法執行完後，就會彈出相應的棧幀。
如果請求的棧的深度過大，虛擬機可能會拋出StackOverflowError異常，如果虛擬機的實現中允許虛擬機棧動態擴展，當內存不足以擴展棧的時候，會拋出OutOfMemoryError異常。
棧幀（Stack Frame）
棧幀分爲三部分：局部變量區（Local Variables）、操作數棧（Operand Stack）和幀數據區（Frame Data）。
- 局部變量區（Loca Variables）：局部變量區被組織一個一個從0開始的字數組，byte、short、char在存儲前被轉換爲int，boolean也被轉換爲int，0表示false，非0表示true，long和double佔據兩個字長。
- 操作數棧（Operand Stack）：操作數棧也被組織爲一個字數組，但不同於局部變量區，它不是通過數組下標訪問的，而是能過棧的Push和Pop操作，前一個操作Push進的數據可以被下一個操作Pop出來使用。
- 幀數據區（Frame Data）這部分的作用主要有三部分：
- 常量池中數據的解析
- 方法執行完後處理方法返回，恢復調用方現場
- 方法執行過程中拋出異常時的異常處理，存儲有一個異常表，當出現異常時虛擬機查找相應的異常表看是否有對應的Catch語句，如果沒有就拋出異常終止這個方法調用
3、本地方法棧（Native Method Stack）
與虛擬機棧類似，只是是執行本地方法時使用的
- (本地方法棧則爲 JVM 使用到的 Native 方法服務。)
4、方法區（Method Area）
用於存儲已被虛擬機加載的類型信息、常量、靜態變量、即時編譯後的代碼等信息。
方法區是線程間共享的，當兩個線程同時需要加載一個類型時，只有一個類會請求ClassLoader加載，另一個線程會等待。
小結：
靜態變量+常量+類信息（版本、方法、字段等）+運行時常量池存在方法區中
拓展內容 - 常量池分類
常量池大體可以分爲：靜態常量池，運行時常量池。
靜態常量池 存在於class文件中，比如經常使用的javap -verbose中，常量池總是在最前面
運行時常量池：就是在class文件被加載進了內存之後，常量池保存在了方法區中，通常說的常量池 指的是運行時常量池。所以呢，討論的都是運行時常量池
5、堆（Heap）
虛擬機中用於存放對象與數組實例的地方，垃圾回收的主要區域就是這裏（還可能有方法區）。
Java 中的堆是 JVM 所管理的最大的一塊內存空間，主要用於存放各種類的實例對象。
在 Java 中，堆被劃分成兩個不同的區域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。
新生代又可能分爲Eden區，From Survivor區和To Survivor區，主要是爲了垃圾回收。所有的線程共享Java堆，在這裏還可以劃分線程私有的緩衝區（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。
堆的大小可以通過參數 –Xms、-Xmx 來指定。
Java堆只要求邏輯上是連續的，在物理空間上可以不連續。
什麼是新生代 ?
新生代（Young Generation）主要是用來存放新生的對象。
新生代又被進一步劃分爲Eden區（伊甸園區）和Survivor區（倖存區，包含空間相等的S0、S1區，或者說From、To區，沒有先後順序，是Copying算法的需要）。
大多數情況下，java中新建的對象都是在新生代上分配的，通過Copying算法來進行分配內存和垃圾回收。
什麼是老生代 ?
老生代（Old Generation）主要存放應用程序中生命週期長的內存對象。
在新生代中經過多次垃圾回收仍然存活的對象，會被存放到老生代中。老生代通過標記/整理算法來清理無用內存。
The best investment is to invest in yourself
2020.05.19 記錄辰兮的第67篇博客