JVM内存区域
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了JVM内存区域相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
我是廖志伟，一名Java开发工程师、幕后大佬社区创始人、Java领域优质创作者、CSDN博客专家。拥有多年一线研发经验，研究过各种常见框架及中间件的底层源码，对于大型分布式、微服务、三高架构（高性能、高并发、高可用）有过实践架构经验。
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本文的大概内容：
JVM内存区域
JVM 内存区域主要分为线程私有区域【程序计数器、虚拟机栈、本地方法区】、线程共享区域【JAVA 堆、方法区】、直接内存。
- 线程私有数据区域生命周期与线程相同, 依赖用户线程的启动/结束 而 创建/销毁.
在 Hotspot JVM 内, 每个线程都与操作系统的本地线程直接映射, 因此这部分内存区域的存/否跟随本地线程的生/死对应。
-
线程共享区域随虚拟机的启动/关闭而创建/销毁。
-
直接内存并不是 JVM 运行时数据区的一部分, 但也会被频繁的使用
在 JDK 1.4 引入的 NIO 提 供了基于 Channel 与Buffer 的 IO 方式, 它可以使用 Native函数库直接分配堆外内存, 然后使用 DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作(详见: Java I/O 扩展)，这样就避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据，因此在一些场景中可以显著提高性能。
程序计数器(线程私有)
一块较小的内存空间, 是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每条线程都要有一个独立的程序计数器，这类内存也称为“线程私有”的内存。正在执行java 方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址（当前指令的地址）。如果还是 Native方法，则为空。这个内存区域是唯一一个在虚拟机中没有规定任何OutOfMemoryError 情况的区域。
虚拟机栈(线程私有)
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（StackFrame）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。栈帧（ Frame）是用来存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用来处理动态链接(Dynamic Linking)、 方法返回值和异常分派（Dispatch Exception）。栈帧随着方法调用而创建，随着方法结束而销毁——无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异常）都算作方法结束。
本地方法区(线程私有)
本地方法区和虚拟机栈作用类似，区别是虚拟机栈为执行 Java 方法服务， 而本地方法栈则为 Native 方法服务。
堆（Heap-线程共享）-运行时数据区
线程共享的一块内存区域，创建的对象和数组都保存在 Java 堆内存中，也是垃圾收集器进行垃圾收集的最重要的内存区域。由于现代JVM采用分代收集算法, 因此 Java 堆从 GC 的角度还可以细分为: 新生代(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和老年代。
新生代
用来存放新生的对象。一般占据堆的 1/3 空间。由于频繁创建对象，所以新生代会频繁触发MinorGC 进行垃圾回收。新生代又分为 Eden 区、ServivorFrom、ServivorTo 三个区。
Eden区
Java 新对象的出生地（如果新创建的对象占用内存很大，则直接分配到老年代）。当 Eden 区内存不够的时候就会触发 MinorGC，对新生代区进行一次垃圾回收。
ServivorFrom区
上一次 GC 的存活者，作为这一次 GC 的被扫描者。
ServivorTo区
保留了一次 MinorGC 过程中的幸存者。
MinorGC 的过程（复制->清空->互换）
MinorGC 采用复制算法。
- 把 Eden 和 ServivorFrom 区域中存活的对象复制到 ServicorTo 区域（如果有对象的年
龄以及达到了老年的标准，则赋值到老年代区），同时把这些对象的年龄+1（如果ServicorTo不 够位置了就放到老年区）。 - 清空Eden区和ServicorFrom区中的对象。
- ServicorTo区和ServicorFrom区互换，原 ServicorTo成为下一次 GC 时的 ServicorFrom 区。
- 如果有存活的对象在ServicorTo区和ServicorFrom区互换达到15次，进入老年区。
老年代
主要存放应用程序中生命周期长的内存对象。
老年代的对象比较稳定，所以 MajorGC 不会频繁执行。在进行 MajorGC 前一般都先进行了一次MinorGC，使得有新生代的对象晋身入老年代，导致空间不够用时才触发。当无法找到足 够大的连续空间分配给新创建的较大对象时也会提前触发一次 MajorGC 进行垃圾回收腾出空间。 MajorGC 采用标记清除算法：首先扫描一次所有老年代，标记出存活的对象，然后回收没有标记的对象。MajorGC 的耗时比较长，因为要扫描再回收。MajorGC 会产生内存碎片，为了减少内存损耗，我们一般需要进行合并或者标记出来方便下次直接分配。当老年代也满了装不下的时候，就会抛出 OOM（Out of Memory）异常。
永久代
内存的永久保存区域，主要存放 Class 和 Meta（元数据）的信息。
Class在被加载的时候被放入永久区域，它和存放实例的区域不同，GC不会在主程序运行期对永久区域进行清理。所以这也导致了永久代的区域会随着加载的 Class 的增多而胀满，最终抛出 OOM 异常。
在 Java8 中，永久代已经被移除，被一个称为“元数据区”（元空间）的区域所取代。元空间的本质和永久代类似，元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。类的元数据放入本机内存，字符串池和类的静态变量放入 java 堆中，这样可以加载类的元数据就不再由MaxPermSize 控制， 而由系统的实际可用空间来控制。
方法区/永久代（线程共享）
永久代(Permanent Generation)， 用于存储被 JVM 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。
使用Java堆的永久代来实现方法区， 这样 HotSpot 的垃圾收集器就可以像管理Java堆一样管理这部分内存，而不必为方法区开发专门的内存管理器(永久带的内存回收的主要目标是针对常量池的回收和类型的卸载， 因此收益一般很小)。
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、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），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存放到方法区的运行时常量池中。
总结
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