Java 8 的内存结构

Java8内存结构图

虚拟机内存与本地内存的区别

Java虚拟机在执行的时候会把管理的内存分配成不同的区域，这些区域被称为虚拟机内存，同时，对于虚拟机没有直接管理的物理内存，也有一定的利用，这些被利用却不在虚拟机内存数据区的内存，我们称它为本地内存，这两种内存有一定的区别：

java运行时数据区域

java虚拟机在执行过程中会将所管理的内存划分为不同的区域，有的随着线程产生和消失，有的随着java进程产生和消失。

程序计数器（Program Counter Register）

程序计数器就是当前线程所执行的字节码的行号指示器，通过改变计数器的值，来选取下一行指令，通过他来实现跳转、循环、恢复线程等功能。

虚拟机栈（JVM Stacks）

虚拟机栈是线程私有的，随线程生灭。虚拟机栈描述的是线程中的方法的内存模型：

每个方法被执行的时候，都会在虚拟机栈中同步创建一个栈帧（stack frame）。

每个栈帧的包含如下的内容

局部变量表

局部变量表中存储着方法里的java基本数据类型（byte/boolean/char/int/long/double/float/short）以及对象的引用（注：这里的基本数据类型指的是方法内的局部变量）

操作数栈
动态连接
方法返回地址

方法被执行时入栈，执行完后出栈

虚拟机栈可能会抛出两种异常：

本地方法栈（Native Method Stacks）

本地方法栈与虚拟机栈的作用是相似的,都会抛出OutOfMemoryError和StackOverFlowError，都是线程私有的，主要的区别在于：

虚拟机栈执行的是java方法
本地方法栈执行的是native方法

Java堆（Java Heap）

java堆是JVM内存中最大的一块，由所有线程共享,是由垃圾收集器管理的内存区域，主要存放对象实例，当然由于java虚拟机的发展，堆中也多了许多东西，现在主要有：

对象实例

字符串常量池

静态变量

静态变量是有static修饰的变量，jdk7时从方法区迁移至堆中

线程分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer）

java堆既可以是固定大小的，也可以是可扩展的（通过参数-Xmx和-Xms设定），如果堆无法扩展或者无法分配内存时也会报OOM。

方法区(Method Area)

方法区是所有线程共享的内存，在java8以前是放在JVM内存中的，由永久代实现，受JVM内存大小参数的限制，在java8中移除了永久代的内容，方法区由元空间(Meta Space)实现，并直接放到了本地内存中，不受JVM参数的限制（当然，如果物理内存被占满了，方法区也会报OOM），并且将原来放在方法区的字符串常量池和静态变量都转移到了Java堆中，方法区与其他区域不同的地方在于，方法区在编译期间和类加载完成后的内容有少许不同，不过总的来说分为这两部分：

类元信息（Klass）

运行时常量池（Runtime Constant Pool）

直接内存

直接内存位于本地内存，不属于JVM内存，但是也会在物理内存耗尽的时候报OOM。

Native方法

由于java是一门高级语言，离硬件底层比较远，有时候无法操作底层的资源，于是，java添加了native关键字，被native关键字修饰的方法可以用其他语言重写，这样，我们就可以写一个本地方法，然后用C语言重写，这样来操作底层资源。当然，使用了native方法会导致系统的可移植性不高，这是需要注意的。