概述:一直以为JVM内存结构和Java内存模型是说的一个东西,只是不同的叫法,直到今天看了下别人的博客才发现其实并不是这样。
大家平时说的那些堆栈之类的叫Java内存分区(或者叫区域)或者叫JVM的内存结构的分区或者叫运行时数据区(JVM的内存结构还不止这些),而Java内存模型是一种规范，是抽象的概念，目的是解决由于多线程并发编程通过内存共享进行通信时，存在的本地内存数据不一致、编译器会对代码指令重排序、处理器会对代码乱序执行等带来的问题，即保证内存共享的正确性（可见性、有序性、原子性）。

JVM内存结构

整个JVM的构成

运行时数据区域:
java虚拟机在执行java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

接下来逐一介绍运行时数据区的各个空间

程序计数器
程序计数器是一块较小的内存空间,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令,他是程序控制流的指示器,分支,循环,跳转,异常处理,线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换,分配处理器执行时间的方式来实现的,在任何一个确定的时刻,一个处理器(对于多核处理器来说是一个内核)都只会执行一条线程中的指令。因此,为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,独立存储,我们称这类内存区域为"线程私有"的内存。
如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址:如果正在执行的是本地方法(Native),这个计数器值则应为空。此内存区域是唯一一个没有规定OutOfMemoryError情况的区域。

Java虚拟机栈
它也是线程私有的,生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型:每个方法被执行的时候,Java虚拟机都会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表,操作数栈,动态连接,方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型(boolean,byte,char,short,int,float,long,double),对象引用(reference类型,它不等同与对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置)和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址).
这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽(Slot)来表示,其中64位长度的long和double类型的数据会占用两个变量槽,其余的数据类型只占用一个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,当进入一个方法时,这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小,这里说的大小是指变量槽的数量,虚拟机真正使用多大的内存空间(比如一个变量槽占用32个bit，64个bit，或者更多)来实现一个变量槽,这是完全由具体的虚拟机实现自行决定的事情。
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常,如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展,当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用相似,区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地方法(Native)服务

Java堆
Java堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块。它是所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放实例。Java几乎所有的对象实例都在这里分配内存。堆是垃圾收集器管理的内存区域。(GC主要回收的是堆；极少出现在方法区里,主要是对常量池的回收和类型的卸载，回收的内存比较少)
所有线程共享的Java堆中可以划分出多个线程私有的分配缓冲区，以提升对象分配时的效率。无论如何划分都不会改变Java堆中存储内容的共性,无论是哪个区域,存储的都只能是对象的实例,将Java堆细分的目的只是为了更好地回收内存,或者更快地分配内存。
Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,但在逻辑上它应该被视为连续的。
Java堆既可以被实现成固定大小的,也可以是可扩展的,不过当前主流的Java虚拟机都是按照可扩展来实现的(通过参数-Xmx和-Xms设定)。如果在Java堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区
方法区与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已经被虚拟机加载的类型信息,常量,静态变量,即时编译器编译后的代码缓存等数据。

运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本,字段,方法,接口等描述信息外,还有一项信息是常量池表,用于存放编译器生成的各种字面量与符号引用,这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。一般来说,除了保存Class文件中描述的符号引用外,还会把由符号引用翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。(Class文件的对象就是反射的原理 反射原理）
运行时常量池,相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是说,并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可以将新的常量放入池中,这种特性被利用的比较多的是String类的intern()方法。
当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

直接内存
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,但这部分内存也经常被使用,可能导致OutOfMemoryError异常。
JDK1.4中新加入了NIO(New input/Output)类,引入了一种基于通道与缓冲区的IO方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作,这样能在一些场景中显著提高性能,因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据
本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制,但是既然是内存,则肯定还是会受到本机总内存(包括物理内存,SWAP分区或者分页文件)大小以及处理器寻址空间的限制,一般服务器管理员配置虚拟机参数时,会根据实际内存去设置-Xmx等参数信息,但经常忽略掉直接内存,使得各个内存区域总和大于物理内存限制(包括物理的和操作系统级的限制)，从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常

类加载
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执行引擎
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Java内存模型

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