JVM(一)-内存区域

1.运行时数据区域

(1)程序计数器

线程私有，记录当前线程执行到哪里了，分支、循环、异常、线程切换等基础功能都依赖它。

内存小，无OOM。

 

(2)Java虚拟机栈

线程私有，生命周期与线程相同。为Java方法服务，描述的是Java方法执行的内存模型：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、操作数栈、动态链接、方法出口 等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出 栈的过程。 

(3)本地方法栈

线程私有，生命周期与线程相同。为Native方法服务。Native方法就是所谓的本地方法，用关键字native修饰，像接口一样定义，用其他语言实现，可以返回任何Java类型；使用的时候对其他类没什么影响，其他类甚至都不知道它们调用的Native方法；可以被继承然后用Java语言写。作用：与java环境外交互，与操作系统交互。

(4)Java堆

所有线程共享，存实例对象，是垃圾收集器管理的主要区域，所以也叫GC堆。可以处于物理不连续但逻辑连续的内存空间。

(5)方法区

所有线程共享，存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。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，还可以选择不实现垃圾收集。

(6)运行时常量池

是方法区的一部分。用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。编译、运行时都可以产生，例如String类的intern()方法。

String.intern()是一个Native方法，它的作用是：如果字符串常量池中已经包含一个等 于此String对象的字符串，则返回代表池中这个字符串的String对象；否则，将此String对象包 含的字符串添加到常量池中，并且返回此String对象的引用。有就引用，没有就新建并加到池中。

(7)直接内存 

在JDK 1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channel）与缓 冲区（Buffer）的I/O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堆中的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。 

2.HotSpot虚拟机对象探秘

(1)对象的创建

虚拟机遇到一条new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一 个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没 有，那必须先执行相应的类加载过程。

如何在堆中划分内存？

• 绝对规整，用过的放一边，没用过的放一边。
• 不规则，维护一个散列表指向具体内存地址。

线程安全方面怎么办？创建对象很频繁，高并发不是线程安全的，例如正在给A分内存，指针没来及修改就被B拿去分内存。解决方案有2种。

• CAS
• 每个线程自己预分配一块内存（Thread Local Allocation Buffer,TLAB），各自线程在本地缓冲分配区中进行，用完后上锁重新分配内存。

内存分配后，默认值都是0（不包括对象头）。接下来就是对对象进行必要设置，信息存在对象头里。然后就是初始化，执行<init>方法，为变量赋予我们想赋予的值。

(2)对象的内存布局（对象头+实例数据+对齐填充）

对象头=MarkWord+类型指针。前者用于存储自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，如果是数组对象，还有一块用于记录数组长度的数据，所以大小不定。后者是指向它的类元数据的指针，确定这个对象是哪个类的实例。

(3)对象的访问定位

需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。目前主流的访问方式有「使用句柄」和「直接指针」两种。