jvm内存结构_link66.cn短链接在线生成

程序计数器
程序计数器是用来指示当前线程要执行哪条指令，并且在执行完该条指令后让程序计数器指向下一条指令，直到将程序执行完毕。指令需要靠cpu来执行，在多线程中，多个线程是通过轮流切换分配cpu的时间片而执行的，在切换时需要记录当前执行到了哪条指令以便将来继续执行，每一个线程都需要有自己的程序计数器，所以程序计数器是线程私有的内存。

虚拟机栈
通常我们把jvm的内存粗略的分为堆和栈，其中的栈指的就是虚拟机栈,虚拟机栈也是线程私有的。

虚拟机栈对应的是方法的内存区域，每个方法执行时都会创建一个栈帧，用来存储该方法的局部变量表，操作数栈，动态链接，方法返回地址：

1. 局部变量表：局部变量表中存储的是方法的参数和方法中定义的局部变量，在编译期间就为局部变量表分配好了内存空间。局部变量表中存储三种类型的数据：

（1）基本数据类型

（2）引用类型：指向一个对象在内存中的地址

（3） returnAddress类型：指向指令的地址（已经很少见了，指向异常处理的指令，现在已经由异常表代替）

2. 操作数栈：当虚拟机执行一些指令的时候会对操作数栈进行入栈或出栈的操作，比如iadd指令将两个数相加，会先将操作数栈中的两个数弹出来（出栈），相加后再压入栈（入栈）中。

3. 动态链接：在运行时常量池中存储了诸如类名，方法名，我们要找到目标类，执行相应的方法就需要用到动态链接，栈帧中有一个指向运行时常量池的引用，通过这个引用可以找到相应的类名和方法名，但是光知道名称是没法执行方法的，需要通过名称找到相应的类和方法在内存中的地址，这个过程就是动态链接。

4. 方法返回地址：当方法执行完以后如果有返回值，就会把这个返回值返回给该方法的调用者，方法的返回就是我们java中用到的return命令。方法返回之后调用者需要继续往下执行就需要知道要执行的地址，该地址就是方法返回地址，它被记录在了栈帧中，当然在发生异常的情况下不会有返回值，要继续执行的地址可以通过异常处理器表来确定。

虚拟机栈可能出现两种类型的异常：

1. 线程请求的栈深度大于虚拟机允许的栈深度会抛出StackOverflowError,（虚拟机栈空间不能动态扩展的情况下）

2. 如果虚拟机栈空间可以动态扩展（目前多数的虚拟机都可以），当动态扩展无法申请到足够的空间时会抛出OutOfMemory异常。

本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈的作用是一样的，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，而本地方法栈为虚拟机执行native方法服务，native方法为本地方法，不是用java语言写的有可能是c或者c++写的，在jdk中就有很多c的代码，就是提供给本地方法来调用的。

堆
通常我们把jvm的内存粗略的分为堆和栈，其中的堆就是指它，它是虚拟机中占用内存最大的一块，是被所有线程共享的一块区域，它是用来存放对象实例的。是垃圾收集器管理的主要区域。

方法区
方法区也是被所有线程共享的一块区域，它存储的是类信息，常量，静态变量，编译后的字节码等信息。方法区中还有一块区域“运行时常量池“：运行时常量池中存储的是编译期生成的各种字面量和符号引用。字面量相当于Java里常量的概念，比如字符串，声明为final的常量值等，符号引用包括了：类和接口名，字段名，方法名。

OutOfMemoryError异常到底是怎么引起的？
当堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
当方法区再扩展时会抛出OutOfMemoryError异常。
程序计数器是唯一没有OutOfMemoryError异常的区域
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈动态扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈作用相似，也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常

为什么jdk1.8要把方法区从JVM里移到直接内存？
原因一：因为直接内存，JVM将会在IO操作上具有更高的性能，因为它直接作用于本地系统的IO操作。而非直接内存，也就是堆内存中的数据，如果要作IO操作，会先复制到直接内存，再利用本地IO处理。

从数据流的角度，非直接内存是下面这样的作用链：本地IO --> 直接内存 --> 非直接内存 --> 直接内存 --> 本地IO
而直接内存是：本地IO --> 直接内存 --> 本地IO

原因二：整个永久代有一个 JVM 本身设置固定大小上线，无法进行调整，而元空间使用的是直接内存，受本机可用内存的限制，并且永远不会得到java.lang.OutOfMemoryError。

可以使用 -XX：MaxMetaspaceSize 标志设置最大元空间大小，默认值为 unlimited，这意味着它只受系统内存的限制。
-XX：MetaspaceSize 调整标志定义元空间的初始大小如果未指定此标志，则 Metaspace 将根据运行时的应用程序需求动态地重新调整大小。

Java中基本数据类型和引用数据类型的存放位置

	局部变量	成员变量
基本数据类型	变量名和值都在方法栈中	变量名和值在堆内存
引用数据类型	变量在方法栈，变量指向的对象在堆	变量名和变量名指向的对象都在堆

堆内存该设置多大？如何进行JVM调优？JVM的垃圾回收是如何？创建一个String对象，JVM都做了些什么？后续内容逐步介绍