jvm：内存结构（堆、方法区、程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈）

1、jvm内存结构

静态编译：把java源文件编译成字节码文件class，这个时候class文件以静态方式存在。

类加载器：把java字节码文件加载到内存中

方法区：将字节码放到方法区作为元数据（简单名字+描述符）。

堆：对象（类的实例）

方法区和堆：运行时数据区在所有线程间共享

虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器：运行时数据区线程私有

2、堆

（1）对于大多数应用来说，java堆是java虚拟机所管理的内存中的最大的一块

（2）java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建，需要考虑线程安全的问题

（3）此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例对在这里分配内存

new Person();

（4）如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，OutOfMemoryError异常

 String [] str =new String[1000000];

如果再分配数组的内存之前将jvm的数值调小后便会发生此异常。

（5）是垃圾收集器管理的主要区域

堆内存溢出（OutOfMemoryError）问题：

堆既然有垃圾回收机制，为什么还会有内存溢出的问题呢？

因为垃圾回收器回收的是不被使用的对象，如果不停的产生对象而对象又都在被使用就会出现内存溢出

（6）JDK1.7开始，将StringTable从常量池移动到了堆中，String table又称为StringPool（字符串常量池）

永久带的内存回收效率较低，full GC才会触发，也就是老年代的空间不足才会触发。但是移动到堆中之后，只需要Minor GC即可触发垃圾回收，大大减轻了字符串对内存的占用

3、方法区

是各个线程共享的内存区域，虚拟机启动的时候创建

（1）存放的信息

已经被jvm加载的类的信息

常量

静态变量

及时编译器编译后的代码（JIT）

（2）JIT：热点代码编译后存储到方法区

  for(int i=0;i<100;i++){
      add();
    }

上面的代码编译后存放起来，避免反复编译

（3）编译的过程

（4）运行时常量池

常量池：是一个常量表

运行时常量池：

常量池是*.class文件中的，当该类被加载，它的常量池信息就会放入到运行时常量池，并将里面的符号地址变为真实地址

4、程序计数器（PC Register）

（1）一块较小的内存空间，它的作用是当前线程所执行的字节码行号指示器（记录下一条jvm指令的执行地址）

（2）一个处理器只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器（线程私有）

（3）唯一一个在jvm中没有规定任何OutOfMemoryError的区域（java的规范所规定）

5、本地方法栈

为本地方法（不是由java代码编写的方法）的运行提供的内存空间

 protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

该方法没有方法实现，底层是c或c++实现的

（1）栈是有深度的：

private Long aLong=1l;
    public void test(int a,int b){
        aLong++;
        System.out.println(aLong);
        test(a,b);
    }

    public static void main(String[] args) {
     Test1 test1=new Test1();
     test1.test(0,0);
    }

每调用一次占用一个栈帧：

栈的默认大小为5248，默认1M。

函数的调用过程：

6、虚拟机栈（每一个线程运行的时候所需要的内存）

每一个方法在执行的时候都会创建一个栈帧（一个栈帧对应一个方法的调用，栈帧即每一个方法需要的内存）用于存储分配基本类型和自定义对象的引用，用于存放，局部变量表、操作数栈、动态链接\方法的返回地址

每一个线程只有一个活动栈帧，对应着当前线程正在执行的那个方法

垃圾回收不涉及栈内存

可以通过指令来指定栈的大小，但是并不是栈的内存越大越好，栈的内存变大可能引起线程数量的减少程序反而会变慢

局部变量没有逃离方法的作用域是线程安全的（线程私有），当作为参数传递的变量或是局部变量作为返回值都不是线程安全的，因为可能被别的线程访问到

（1）一个栈中的多个栈帧

栈帧1先入栈，然后是栈帧2、栈帧3，相当于方法1调用方法2，方法2又调用了方法3，出栈的时候栈帧3先出栈，然后是栈帧2和栈帧3

（2）异常

StackOverflowError：

线程请求的深度大于虚拟机栈的深度（栈内存溢出），方法的递归调用容易出现

栈帧过大，直接将栈内存存满，发生的情况极其少

例如：定义一个学生类和一个班级类，一个学生只属于一个班级，在学生类里面有一个班级编号属性，一个班级有多个学生，班级类里面可以定义一个集合代表多个学生，在进行JSON转换的时候就会出现循环引用的现象，即一个学生对应一个班级，一个班级又有多个学生......，要把学生和班级的引用改为单向的，就不会出现循环引用的现象了。

OutOfMemoryError：扩展时无法申请到足够的内存

7、堆、栈、方法区

（1）字符串相关：

String string="q"+"w"+"3";

后面的三个字符只创建了一个对象，因为存在字符串的折叠

String string=new String("hello");

当常量池中已经有了“hello”字符串后在常量池中就不必再创建了，只需在栈内存中创建一个对象即可；但是，如果在常量池中没有“hello”字符串的话，就需要创建两个字符串对象了。

（2）JVM执行流程

public class Person {
    private String name;
    public void sayhello(String name){
        System.out.println("hello"+name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person=new Person();
        person.sayhello("Tom");
    }
}

JVM去方法区寻找Person类信息如果我不到，Classloader加载Person类信息进入内存方法区
在堆内存中创建Person对象，并持有方法区中Person类的类型信息的引用
把person添加到执行main0方法的主线程java调用栈中，指向堆空间中的内存对象
执行person.sayHello0时，JVM根据person定位到堆空间的Person实例
根据Person实例在方法区持有的引用，定位到方法区Person类型信息，获得sayHello0字节码，执行此方法执行，打印出结果。

8、局部变量表

（1）存放了各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）
（2）long和double类型的数据会占用2个局部变量空间（Slot），其余的数据类型只占用1个

9、常量池

存放编译期生成的各种字面量和符号引用