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重走JAVA之路（七）：你要的JAVA内存结构

虽然作为Java程序员，不用太多关心Java内存管理这一块，是由JVM自动管理，这一点确定比C++深得我心（最近在学C++，很痛苦，不说了....），不了解JVM的内存结构和各个内存区域的工作职责，将对解决问题带来很大的麻烦，先来张图表示下，《深入理解Java虚拟机（第2版）》中的描述是下面这个样子的：

1.程序计数器

程序计数器属于内存中比较小的一块空间，属于线程私有的，其作用可以大概理解为记录当前线程所执行的字节码位置，或者通俗来说可以理解为代码执行到第几行了，为什么需要这么一小块空间做这种事情呢，因为JVM的多线程操作实际上并不是真正意义上的并行，是通过线程轮流切换并分配CPU执行时间片的方式来实现的，也就是一个CPU在某一个时间点只会执行一个线程中的指令，那么在线程切换后，不知道自己之前执行的位置，岂不是很懵逼。。所以每个线程都需要有一个独立的程序计数器存储，而且注意，此区域是唯一不会OutOfMemoryError情况的区域，因为程序计数器是由虚拟机内部维护的。

2.虚拟机栈

栈也是属于线程私有的一块区域，既然是栈，那里面肯定是要放东西的，虚拟机栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。常常所说的栈内存也就是局部变量表这一部分内存空间，随着方法的调用到执行的完成，也就对应着栈帧的进栈出栈

这里需要注意一点，每个栈帧的大小是在编译期就已经分配好了的，运行时并不会改变其内存的大小。

栈的内存在固定大小的情况下，如果调用深度大于JVM的范围，就会抛出StackOverflowError异常，我们来模拟一下看看

public class TestClass {
    public static void main(String []agrs){
        new TestClass().testStackOverFlowError();
    }
    public void testStackOverFlowError(){
        System.out.println("run");
        testStackOverFlowError();
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
atcom.example.hik.lib.TestClass.testStackOverFlowError(TestClass.java:9)
复制代码

可以看到直接就抛出异常了

3.本地方法栈

和虚拟机栈其实类似，只不过一个是执行Java方法服务，而本地方法栈是执行native方法的，其他就不过多介绍了，这块区域涉及的比较少，但是与虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛StackOverflowError和OutOfMemoryError异常

4.堆

堆算是整个JVM管理的最大的一块区域，是属于线程共享区的，也称GC堆，在JVM启动时创建。该内存区域存放了对象实例及数组(所有new的对象)。Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx和-Xms控制）

从内存回收的角度上看，可分为新生代（Eden空间，From Survivor空间、To Survivor空间）及老年代（Tenured Gen），具体回收算法就不多介绍了

5.方法区

方法区也是线程共享区，用于存储【虚拟机加载的类信息（类的版本、字段、方法、接口），常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据】，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译器生成的各种符号引用，这部分内容将在类加载后放到方法区的运行时常量池中。

二、实例

public class TestClass {
    public static void main(String []agrs){
        A a =new A();
		a.test();
    }
}

复制代码

有这么一个类A，里面有个test方法，那么在执行这两段代码时，具体流程是怎么样的呢？

首先，创建一个A对象，运行时JVN先会去方法区找A的类型信息，如果没有找到，那说明类A之前没有被加载过，则使用Classloader将A.class字节码文件加载到内存的方法区，将A类的类型消息存放至方法区，方便下次查找
第二步，JVM会在堆中给A的实例对象分配内存空间，一般是会被分配在新生代区域，这个实例是有着指向方法区中的A类型信息的引用，也就是第一步中的信息，指向方法区的内存地址
第三步，因为当前方法肯定是执行在一个线程中的，那么这个线程创建的同时，也创建一个虚拟机栈，在调用一个方法的时候就会创建一个栈帧，上面的a是A对象的引用，并持有着堆中A对象的内存地址
JVM通过a引用找到堆中A对象的内存地址，找到A对象实例，再通过指向方法区中地址的引用找到A类型信息，拿到test()方法的字节码信息，然后再执行test()方法

原文 https://juejin.im/post/5cb03138f265da0378758680

正文到此结束