JVM 的内存区域是如何划分的？

JVM 的内存区域划分

JVM 在运行时会将内存划分为多个区域，用于管理程序运行时的不同类型数据。以下是 JVM 内存的主要划分：

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1. 方法区（Method Area）

• 定义：
  方法区是运行时数据区的一部分，用于存储类的元信息（元数据）以及与类相关的常量。

• 存储内容：

  • 类的元信息（类名、访问修饰符、方法描述等）。
  • 静态变量。
  • 运行时常量池（编译时生成的常量，如字符串常量）。
  • 方法的字节码。

• 特点：

  • 是线程共享的区域。
  • JDK 8 之前称为永久代（PermGen），JDK 8 之后改为元空间（Metaspace），并从堆内存移到本地内存。

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2. 堆区（Heap Area）

• 定义：
  堆是 JVM 中最大的内存区域，主要用于存储对象实例和数组。

• 存储内容：

  • 所有的对象实例。
  • 数组。

• 特点：

  • 是线程共享的区域。
  • 垃圾回收（GC）主要针对堆区。
  • 通常分为两部分：
    • 年轻代（Young Generation）：
      • 分为 Eden 区、From Survivor 区、To Survivor 区。
      • 新生对象首先分配在 Eden 区。
    • 老年代（Old Generation）：
      • 存放生命周期较长的对象。
    • （JDK 8 之前还包括永久代，JDK 8 后移除）

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3. Java 栈区（Java Stack Area）

• 定义：
  每个线程在创建时会分配一个独立的 Java 栈，存储线程执行的局部变量和方法调用信息。

• 存储内容：

  • 方法调用的局部变量。
  • 每个方法调用对应一个栈帧（Frame），存储局部变量表、操作数栈、方法返回值等。

• 特点：

  • 是线程私有的。
  • 方法调用结束后，栈帧会被销毁。
  • 内存回收由系统自动完成。

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4. 程序计数器（Program Counter Register）

• 定义：
  程序计数器是一个小内存区域，用于记录当前线程正在执行的字节码指令地址。

• 存储内容：

  • 当前线程执行的字节码指令地址。
  • 如果正在执行本地方法（Native Method），此计数器值为空。

• 特点：

  • 是线程私有的。
  • 不会发生内存溢出。

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5. 本地方法栈（Native Method Stack）

• 定义：
  本地方法栈为本地方法（非 Java 方法，如通过 JNI 调用的 C 或 C++ 方法）提供服务。

• 存储内容：

  • 本地方法的调用信息。
  • 本地方法的变量和数据。

• 特点：

  • 是线程私有的。
  • 类似于 Java 栈，但专用于本地方法。

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JVM 内存结构示意图

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|      方法区        | <- 类的元信息、静态变量等（线程共享）
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|       堆区         | <- 对象实例和数组（线程共享）
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|    本地方法栈      | <- 本地方法调用信息（线程私有）
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|      Java 栈       | <- 方法调用的局部变量（线程私有）
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|   程序计数器       | <- 当前字节码指令地址（线程私有）
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总结

• 方法区和堆区：

  • 是线程共享的，存储全局数据和对象实例。

• Java 栈、程序计数器、本地方法栈：

  • 是线程私有的，存储局部数据和执行上下文。

• 垃圾回收：

  • 主要针对堆区，其他区域的内存由 JVM 自动管理。

JVM 的内存划分提供了强大的运行时支持，不同区域分工明确，保证了程序的高效运行和内存管理的安全性。