jvm简说----Java虚拟机运行时的数据区域

Java虚拟机运行时的数据区域
       根据《Java虚拟机规范（Java SE 7版）》的规定，Java虚拟机管理的内存主要划分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、Java堆以及方法区（也叫非堆）。
       下图是在百度百科上下载的图片
       图中可以看到，程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈是线程私有的，随着线程存在而存在的。Java堆以及方法区（非堆）是线程共享的。
1.程序计数器
       这块内存空间很小，主要被当做线程所执行字节码的行号标识器，字节码解释器通过改变程序计数器的值来选择需要执行的下一个字节码指令。比如当前线程正在执行一个Java方法，当前线程的程序计数器的值就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果当前线程正在执行一个Native方法，程序计数器的值为空（Undefined）。由于一个线程需要一个程序计数器，各线程之间的计数器互不影响，各自独立存储，所以它是线程私有的。
2.Java虚拟机栈
       当类加载器加载带main方法类的时候，main方法会压入虚拟机栈，当执行一个类的某个方法时，也会压入虚拟机栈。每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表（方法参数和方法内部定义的局部变量）、操作数栈（操作栈：后入先出的栈）、动态链接、方法返回地址以及一些附加信息。
       局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，有可能是一个指向对象地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或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）。其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间，其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成分配，在方法运行期间不改变局部变量表的大小。
3.本地方法栈
       本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方法、数据结构并没有强制规定。有的虚拟机（sun HotSpot虚拟机）直接把本地方法栈和Java虚拟机栈合二为一。
4.Java堆
       Java堆内存唯一的目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称做“GC堆”（Garbage Collected Heap）。
       从内存回收的角度来看，由于现代的垃圾收集器大部分基于分代收集理论设计，所以Java堆中经常出现：“新生代”，“老生代”，“永久代”；Eden空间，From Survivor空间、To survivor空间等名词。我们知道之前的HotSpot虚拟机内部的垃圾收集器全部都是基于“经典分代”来设计的，但是现在随着垃圾收集器技术不断发展，HotSpot里也出现了不采用分代设计的新垃圾收集器。
       如果从分配内存的角度看，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（Thread Local Allocation Buffer,TLAB）,以提升对象分配时的效率。不过无论从什么角度，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的回收内存。
       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）。
5.方法区
       方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。虽然《Java虚拟机规范》中把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫作“非堆”（Non-Heap），目的是与Java堆区分开来。
       说到方法区，不得不提一下“永久代”这个概念，尤其是在JDK 8以前，许多Java程序员都习惯在HotSpot虚拟机上开发、部署程序，很多人都更愿意把方法区称呼为“永久代”（Permanent Generation），或将两者混为一谈。
       《Java虚拟机规范》对方法区的约束是非常宽松的，除了和Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，甚至还可以选择不实现垃圾收集。相对而言，垃圾收集行为在这个区域的确是比较少出现的，但并非数据进入了方法区就如永久代的名字一样“永久”存在了。这区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，一般来说这个区域的回收效果比较难令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻，但是这部分区域的回收有时又确实是必要的。
       运行时常量池（Runtime Constant Pool）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（Constant Pool Table），用于存放编译期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。《Java虚拟机规范》对运行时常量池没有做任何细节的要求，不同提供商实现的虚拟机可以按照自己的需要来实现这个内存区域，不过一般来说，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。
       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常量池中。