Java技術體系
按功能劃分
Java程序設計語言
各種硬件平臺上的Java虛擬機實現
Class文件格式
Java類庫API
來自商業機構和開源社區的第三方Java類庫
JDK java Development Kit （Java開發最小運行單位Java程序設計語言、Java虛擬機、Java類庫）
JRE Java runtime environment （Java運行環境Java類庫API中的Java SE API子集和Java虛擬機）
按服務對象劃分
Java Card：支持Java小程序（Applets）運行在小內存設備（如智能卡）上的平臺。
Java ME（Micro Edition）：支持Java程序運行在移動終端（手機、PDA）上的平臺，對Java API有所精簡，並加入了移動終端的針對性支持。
Java SE（Standard Edition）：支持面向桌面級應用（如Windows下的應用程序）的Java平臺，提供了完整的Java核心API。
Java EE（Enterprise Edition）：支持使用多層架構的企業應用（如ERP、MIS、CRM應用）的Java平臺，除了提供Java SE API外，還對其做了大量有針對性的擴充，並提供了相關的部署支持。
Java虛擬機
HotSpot虛擬機(官方JDK均採用HotSpot VM)，BEA JRockit（被Oracle 收購後不再開發）和IBM J9虛擬機；
特定設備，Zing虛擬機是一個從HotSpot某舊版代碼分支基礎上獨立出來重新開發的高性能Java虛擬機；
Apache Harmony ，沒有真正地被大規模商業運用過，但是它的許多代碼（主要是Java類庫部分的代碼）被吸納進IBM的JDK 7實現以及Google Android SDK之中，尤其是對Android的發展起了很大推動作用；
Google AndroidDalvik VM，Android 4.4時代，支持提前編譯（Ahead Of Time，AOT）的ART虛擬機迅速崛起，Android 5.0裏ART就全面代替了Dalvik虛擬機；
Graal VM被官方稱爲“Universal VM”和“Polyglot VM”，這是一個在HotSpot虛擬機基礎上增強而成的跨語言全棧虛擬機，可以作爲“任何語言”的運行平臺使用，這裏“任何語言”包括了Java、Scala、Groovy、Kotlin等基於Java虛擬機之上的語言，還包括了C、C++、Rust等基於LLVM的語言，同時支持其他像JavaScript、Ruby、Python和R語言等。Graal VM可以無額外開銷地混合使用這些編程語言，支持不同語言中混用對方的接口和對象，也能夠支持這些語言使用已經編寫好的本地庫文件；
Substrate VM,是一個構建在Graal Compiler上的，支持ahead-of-time (AOT) compilation的編譯及運行框架。
Java虛擬機內存區域
線程私有數據區：虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器；
線程共享數據區：方法區，堆。
程序計數器
程序計數器（Program Counter Register）是一塊較小的內存空間，它可以看作是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。
由於Java虛擬機的多線程是通過線程輪流切換、分配處理器執行時間的方式來實現的，在任何一個確定的時刻，一個處理器（對於多核處理器來說是一個內核）都只會執行一條線程中的指令。因此，爲了線程切換後能恢復到正確的執行位置，每條線程都需要有一個獨立的程序計數器，各條線程之間計數器互不影響，獨立存儲，我們稱這類內存區域爲“線程私有”的內存。
如果線程正在執行的是一個Java方法，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址；如果正在執行的是本地（Native）方法，這個計數器值則應爲空（Undefined）。此內存區域是唯一在《Java虛擬機規範》中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
Java虛擬機棧
與程序計數器一樣，Java虛擬機棧（Java Virtual Machine Stack）也是線程私有的，它的生命週期與線程相同。
虛擬機棧描述的是Java方法執行的線程內存模型：每個方法被執行的時候，Java虛擬機都會同步創建一個棧幀（Stack Frame）用於存儲局部變量表、操作數棧、動態連接、方法出口等信息。每一個方法被調用直至執行完畢的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程。
如果線程請求的棧深度大於虛擬機所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；如果Java虛擬機棧容量可以動態擴展，當棧擴展時無法申請到足夠的內存會拋出OutOfMemoryError異常。
本地方法棧
本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機棧所發揮的作用是非常相似的，其區別只是虛擬機棧爲虛擬機執行Java方法（也就是字節碼）服務，而本地方法棧則是爲虛擬機使用到的本地（Native）方法服務。
HotSpot是將虛擬機棧和本地方法棧合併在一起。
Java堆
對於Java應用程序來說，Java堆（Java Heap）是虛擬機所管理的內存中最大的一塊。Java堆是被所有線程共享的一塊內存區域，在虛擬機啓動時創建。此內存區域的唯一目的就是存放對象實例，Java世界裏“幾乎”所有的對象實例都在這裏分配內存。
Java堆是垃圾收集器管理的內存區域，因此一些資料中它也被稱作“GC堆”（Garbage Collected Heap，幸好國內沒翻譯成“垃圾堆”）。
方法區
方法區（Method Area ） 與堆一樣，是各個線程共享的內存區域，它用於存儲已被虛擬機加載的類型信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼緩存等數據。
永久代是虛擬機實現方法區內存管理的一種方式，JDK8 放棄了永久代概念，採用JRockit、J9一樣在本地內存中實現的元空間（Meta-space）代替。
運行時常量池
運行時常量池Runtime Constant Pool，方法區中一部分。
Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項信息是常量池表（Constant Pool Table），用於存放編譯期生成的各種字面量與符號引用，這部分內容將在類加載後存放到方法區的運行時常量池中。
直接內存
直接內存（Direct Memory）並不是虛擬機運行時數據區的一部分，也不是《Java虛擬機規範》中定義的內存區域。
NIO（New input/output）是JDK1.4中新加入的類，引入了一種基於通道（channel）和緩衝區（buffer）的I/O方式，它可以使用Native函數庫直接分配堆外內存，然後通過堆上的DirectByteBuffer對象對這塊內存進行引用和操作。
直接內存的大小並不受到java堆大小的限制，甚至不受到JVM進程內存大小的限制。它只受限於本機總內存大小以及處理器尋址空間的限制。
總結
本文主要講解了關於JVM虛擬機內存的各個數據區域，如下：
接下來會進一步閱讀《深入理解Java虛擬機》,並進行更多內容的記錄、講解。
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