Java内存区域

参考周志明 《深入理解Java虚拟机》

一图胜前言 画图太难了

方法区和堆是线程共享的数据区，虚拟机、本地方法栈和程序计数器是线程隔离的数据区

1、程序计数器

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

2、Java虚拟机栈

线程私有，生命周期与线程相同

每个方法执行的时候，JVM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。
每一个方法调用直至执行完毕，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程

2.1、局部变量表：存放方法参数和方法内部定义的局部变量

2.2、 操作数栈（操作栈）：在方法刚开始执行时，操作数栈是空的。
在方法执行过程中，各种字节码指令会向操作数栈中写入和提取信息

例如：i++与++i 的区别
i++：从局部变量表取出 i 并压入操作数栈，然后对局部变量表中的 i 自增1，将操作栈栈顶值取出使用，
最后，使用栈顶值更新局部变量表，因此线程从操作栈读到的是自增之前的值。
++i：先对局部变量表的 i 自增 1，然后取出并压入操作栈，再将操作栈栈顶值取出使用，
最后，使用栈顶值更新局部变量表，因此线程从操作栈读到的是自增之后的值。

2.3、动态连接：
每个栈帧中包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，
持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态连接（符号引用在每一次运行期间转化为直接引用）

2.4、方法返回地址:  
将方法返至方法当前被调用的位置

3、本地方法栈

主要用于之心本地（Native）方法，与虚拟机栈类似，只不过虚拟机栈执行Java方法

4、堆

虚拟机管理内存中最大的一块区域。此区域的唯一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

在物理上可以是不连续的内存空间，但在逻辑上是连续的

垃圾收集器管理的内存区域，因此也称`GC堆`

5、方法区

用于存储被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码缓存区域

在JDK8 以前通过永久代来实现方法区，目的是可以通过垃圾收集器管理堆一样管理这部分内存。
JDK8 以后开始使用 元空间代替。
永久代所有内容的字符串常量移至堆内存，其他内容移至元空间，元空间直接在本地内存分配。

    为什么使用元空间来取代永久代的实现
    1. 字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。
    2. 类及方法的信息等比较难确定其大小，因此对于永久代的大小指定比较困难，
    太小容易出现永久代溢出，太大则容易导致老年代溢出。
    3. 永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。
    4. 将 HotSpot 与 JRockit 合二为一。

6、运行时常量池

运行时常量池是也是方法区的一部分，主要用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，
这些内容将在类加载后存放到运行时常量池中，以便后续使用。

运行时常量相对于常量来说它有一个重要特征：动态性。
Java并不要求常量一定在编译期产生，运行期间也可能产生新的常量，这些常量被放在运行期常量池中。
在Java字节码Class文件结构中的常量池包括静态常量池和运行期常量池。