你好我是辰兮，很高兴与你分享近期学习总结，本篇是学习了哔哩哔哩上面JVM底层原理后的小结，学习完对Java内存结构有了新的见解，为了更直观的感受其模型，找了很多的图片，希望对你们理解学习有帮助。
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0、序言（运行时数据区）
JVM中的堆啊、栈啊、方法区什么的，是Java虚拟机的内存结构，Java程序启动后，会初始化这些内存的数据。
Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把它管理的内存划分为若干个不同的数据区域。每个区域都有各自的作用。
分析 JVM 内存结构，主要就是分析 JVM 运行时数据存储区域。JVM 的运行时数据区主要包括：堆、栈、方法区、程序计数器等。
而JVM 的优化问题主要在线程共享的数据区中：堆、方法区。
内存结构就是上图中内存空间这些东西，而Java内存模型，完全是另外的一个东西。
Java中的内存分配：
Java程序在运行时，需要在内存中的分配空间。为了提高运算效率，就对数据进行了不同空间的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。
具体划分为如下5个内存空间：
- 栈：存放局部变量
- 堆：存放所有new出来的东西
- 方法区：被虚拟机加载的类信息、常量、静态常量等。
- 程序计数器(和系统相关)
- 本地方法栈
![在这里插入图片描述]()
1、程序计数器（Program Counter Register）
程序计数器是一块很小的内存空间，它是线程私有的，可以认作为当前线程的行号指示器。
一个线程的执行，是通过字节码解释器改变当前线程的计数器的值，来获取下一条需要执行的字节码指令，从而确保线程的正确执行。
为什么需要程序计数器 ？
我们知道对于一个处理器(如果是多核cpu那就是一核)，在一个确定的时刻都只会执行一条线程中的指令，一条线程中有多个指令，为了线程切换可以恢复到正确执行位置，每个线程都需有独立的一个程序计数器，不同线程之间的程序计数器互不影响，独立存储。
注意：如果线程执行的是个java方法，那么计数器记录虚拟机字节码指令的地址。如果为native【底层方法】，那么计数器为空。这块内存区域是虚拟机规范中唯一没有OutOfMemoryError的区域。
2、虚拟机栈（Java Stack）
又叫Java栈,就是我们平常说的栈
虚拟机栈也是线程私有的，生命周期与程序计数器相同，就是我们平时说的栈，栈描述的是Java方法执行的内存模型。
虚拟机栈-过程详情描述
①每创建一个线程，虚拟机就会为这个线程创建一个虚拟机栈，
②虚拟机栈表示Java方法执行的内存模型，每调用一个方法，就会生成一个栈帧（Stack Frame）用于存储方法的本地变量表、操作栈、方法出口等信息，当这个方法执行完后，就会弹出相应的栈帧。
如果请求的栈的深度过大，虚拟机可能会抛出StackOverflowError异常，如果虚拟机的实现中允许虚拟机栈动态扩展，当内存不足以扩展栈的时候，会抛出OutOfMemoryError异常。
栈帧（Stack Frame）
栈帧分为三部分：局部变量区（Local Variables）、操作数栈（Operand Stack）和帧数据区（Frame Data）。
- 局部变量区（Loca Variables）：局部变量区被组织一个一个从0开始的字数组，byte、short、char在存储前被转换为int，boolean也被转换为int，0表示false，非0表示true，long和double占据两个字长。
- 操作数栈（Operand Stack）：操作数栈也被组织为一个字数组，但不同于局部变量区，它不是通过数组下标访问的，而是能过栈的Push和Pop操作，前一个操作Push进的数据可以被下一个操作Pop出来使用。
- 帧数据区（Frame Data）这部分的作用主要有三部分：
- 常量池中数据的解析
- 方法执行完后处理方法返回，恢复调用方现场
- 方法执行过程中抛出异常时的异常处理，存储有一个异常表，当出现异常时虚拟机查找相应的异常表看是否有对应的Catch语句，如果没有就抛出异常终止这个方法调用
3、本地方法栈（Native Method Stack）
与虚拟机栈类似，只是是执行本地方法时使用的
- (本地方法栈则为 JVM 使用到的 Native 方法服务。)
4、方法区（Method Area）
用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等信息。
方法区是线程间共享的，当两个线程同时需要加载一个类型时，只有一个类会请求ClassLoader加载，另一个线程会等待。
小结：
静态变量+常量+类信息（版本、方法、字段等）+运行时常量池存在方法区中
拓展内容 - 常量池分类
常量池大体可以分为：静态常量池，运行时常量池。
静态常量池 存在于class文件中，比如经常使用的javap -verbose中，常量池总是在最前面
运行时常量池：就是在class文件被加载进了内存之后，常量池保存在了方法区中，通常说的常量池 指的是运行时常量池。所以呢，讨论的都是运行时常量池
5、堆（Heap）
虚拟机中用于存放对象与数组实例的地方，垃圾回收的主要区域就是这里（还可能有方法区）。
Java 中的堆是 JVM 所管理的最大的一块内存空间，主要用于存放各种类的实例对象。
在 Java 中，堆被划分成两个不同的区域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。
新生代又可能分为Eden区，From Survivor区和To Survivor区，主要是为了垃圾回收。所有的线程共享Java堆，在这里还可以划分线程私有的缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。
堆的大小可以通过参数 –Xms、-Xmx 来指定。
Java堆只要求逻辑上是连续的，在物理空间上可以不连续。
什么是新生代 ?
新生代（Young Generation）主要是用来存放新生的对象。
新生代又被进一步划分为Eden区（伊甸园区）和Survivor区（幸存区，包含空间相等的S0、S1区，或者说From、To区，没有先后顺序，是Copying算法的需要）。
大多数情况下，java中新建的对象都是在新生代上分配的，通过Copying算法来进行分配内存和垃圾回收。
什么是老生代 ?
老生代（Old Generation）主要存放应用程序中生命周期长的内存对象。
在新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象，会被存放到老生代中。老生代通过标记/整理算法来清理无用内存。
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2020.05.19 记录辰兮的第67篇博客