【Java 之 JVM】Java内存结构概述

JVM体系主要包括下面部分：

类载入器、运行引擎，内存区。本地方法调用。

内存区一般即指执行时数据区。以下概括下各部分存储什么内容和作用：

程序计数器（PC寄存器）：

线程私有。

是一块较小的内存，可看作是线程所运行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时通过改变这个计数器的值来选取下一条须要运行的字节码指令，分支、循环跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都须要依赖这个计数器来完毕。

每一个线程切换后能恢复到正确的运行位置。每条线程都有独立的程序计数器，各线程私有。入正在运行Java方法，记录正在运行的虚拟机字节码指令的地址。假设正运行Native方法，为空。没有规定不论什么OutOfMemoryError情况的区域。

Java虚拟机栈：

线程私有。

描写叙述Java方法运行的内存模型：每一个方法在运行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运行完毕的过程。就相应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。就是我们常分的“堆”和“栈”中的栈，或者说是局部变量表部分。

局部变量表存放编译器可知的基本数据类型和引用类型（不是对象本身，指向对象的起始地址的引用指针或者该对象的句柄）。局部变量表所需内存空间在编译期间完毕分配。当进入一个方法时。这种方法须要在栈中分配多大的局部变量空间是全然确定的。

本地方法栈：

与虚拟机栈作用相似，不同的是虚拟机栈为运行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。有的虚拟机入Sun Spot已将此部分与虚拟机栈合并。

Java堆：

线程共享。是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。在虚拟机启动时创建。唯一目的就是存放对象实例，差点儿全部对象实例都在分配内存。是垃圾收集器管理的主要区域。亦成为“GC堆”。

垃圾收集器基本都採用分代收集算法，所以，java堆还能够细分为：新生代和老年代；再细一点可分为Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。物理不连续，逻辑连续。

可固定大小也可扩展。

方法区：

线程共享。存储已被虚拟机载入的类信息、常量（final）、静态变量(static)、即时编译器编译后的代码等数据。JVM规范将其描写叙述为堆的一个逻辑部分。但却有个别名——非堆，就是为与Java堆区分开来。sun spot称之为永久代。

执行时常量池：

方法区的一部分。Class文件除了有类的版本号、字段、方法、接口等描写叙述信息外，另一项就是常量池。用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分在类载入后进入方法区的执行时常量池中存放。

一般来说，除了Class文件里描写叙述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在执行时常量池中。

直接内存：

不属于是执行时数据区一部分，也不是JVM规范中定义的区域。

由于这部分内存被频繁使用，所以也要关注。在JDK1.4引入NIO类，引入了基于通道(Channel)与缓冲区（Buffer）的I/O方式。它能够使用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，因此避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。