java内存模型知识点汇总

1.像windows/linux这种操作系统中，自带jvm么？以方便java程序的运行？

答：是的，一般操作系统都自带jvm的。但不带jdk,也就是说java的运行环境有，但编译环境没有。

1.java程序运行时分哪几种内存区域？

答：大概分为5种内存区域。这5种内存区域，又分为共享区内存，线程私有内存区。

方法区，堆，线程栈，本地方法区，程序计数器。

共享区：堆，方法区。

线程私有区：本地方法区，程序计数器，线程栈。

2.java虚拟机内存划分不同区域的目的什么？

答：为了提高运算效率，就对数据进行了不同空间的划分，每一片区域采用特定的处理数据方式和内存管理方式。

3.java虚拟机都包括哪些知识点？

答：从虚拟机启动开始算起考虑嘛，包括类加载机制，内存分配（内存模型），垃圾回收。

所以，java虚拟机就包括三方面知识点，类加载机制，内存分配和垃圾回收。

2.每种内存区域里存储什么数据？

各区介绍：

　　1)方法区（线程共享）：用于存放被虚拟机加载的类的信息（就是类的全部代码），静态变量，常量。

　　2)Java堆（线程共享）：存放对象实例和数组，这里是内存回收的主要地方。可以分为新生代（young）和年老代（tenured）。从字面也可以知道，新生代存放刚刚建立的对象，而年老代存放长久没有被垃圾回收机制回收的对象。一般新生代有分为eden，from survivor和to survivor。这是和回收算法相关的分配（通过-Xms和-Xmx来配置）。

　　3)线程栈（线程私有）：随线程一起建立，是方法执行的内存模型。当方法开始执行时，载入局部变量（引用变量），参数，返回值。栈的大小决定了方法调用的可达深度（递归多少层次，或嵌套调用多少层其他方法，-Xss参数可以设置虚拟机栈大小）。栈的大小可以是固定的，或者是动态扩展的。如果请求的栈深度大于最大可用深度，则抛出stackOverflowError；如果栈是可动态扩展的，但没有内存空间支持扩展，则抛出OutofMemoryError。

　　4)程序计数器（线程私有）：java被编译成class，并被JVM解释执行，执行的是每一条指令。程序计数器记录当前线程执行的字节码地址，使得程序在轮询获取CPU时间片执行的时候能够知道从何处执行。因此很好想到，这篇区域是线程私有的，因为这里记录的就是不同线程的执行地址。（程序计数器一般都比较小，所以在内存资源的分析时都会忽略这片内存的占用）。

　　5)本地方法栈（线程私有）:本地方法栈和虚拟机栈类似，只是这是存储本地方法的内存模型，管理本地方法的执行（Native）

3.java 堆和栈之间是怎样联系的？

答：new创建对象时，是在堆和栈中都分配内存的。Java中对象的存储空间都是在堆中分配的，但是这对象的引用却是在栈中分配,也就是说在建立一个对象时在堆和栈中都分配内存，在堆中分配的内存实际存放这个被创建的对象的本身，而在栈中分配的内存只是存放指向这个堆对象的引用而已。

4.方法退出时，怎么样处理栈内存和堆内存？

答：方法退出时，栈空间立刻被回收，局部变量生命周期立即，堆空间中的刚才方法中创建的对象等待GC回收。

5.栈内存是什么时候建立的？

答：程序是由main()方法开始执行的，java程序总是最少两个线程，main()线程和gc垃圾回收线程。所以main线程是立即建立的，同时立即创建main线程的栈内存。

6.堆，栈，方法区的创建时间是在什么时候创建的？

答：虚拟机启动时自动创建堆。

方法区在被虚拟机加载类的时候，载入类信息、常量、静态常量。

栈是在线程启动时候自动创建。

7.java虚拟机主要包括哪些知识点？

答：Java虚拟机知识点包括内存模型和垃圾回收器。

8.方法区是由什么组成的？

答：方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。

9.线程内存是怎样与主内存交互的？

答：当线程与内存区域进行交互时，数据从主存拷贝到工作内存，进而交由线程处理（操作码+操作数）。

Java 虚拟机规范的规定，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。

10.线程栈的具体组成是？

答：虚拟机栈描述的是Java 方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame ①）用于存储局部变量表、操作栈、动态

链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference 类型，它不等同于对象本身。

栈区:  
1.每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型本身和自定义对象的引用； 
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问； 
3.栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)；

3、 JVM的进程中，每个线程都会拥有一个方法调用栈，用来跟踪线程运行中一系列的方法调用过程，栈中的每一个元素就被称为栈帧，每当线程调用一个方法的时候就会向方法栈压入一个新帧。这里的帧用来存储方法的参数、局部变量和运算过程中的临时数据。

11.java虚拟机垃圾回收机制

12.程序运行时内存分配情况分析

答：首先 启动一个Java虚拟机进程，这个进程首先从classpath中找到AppMain.class文件，读取这个文件中的二进制数据，然后把Appmain类的类信息存放到运行时数据区的 方法区 中，这就是AppMain类的加载过程。

接着，Java虚拟机定位到方法区中AppMain类的Main()方法的字节码，开始执行它的指令。这个main()方法的第一条语句就是：

Sample test1=new Sample("测试1");
该语句的执行过程： 
    1、 Java虚拟机到方法区找到Sample类的类型信息，没有找到，因为Sample类还没有加载到方法区（这里可以看出，java中的内部类是单独存在的，而且刚开始的时候不会跟随包含类一起被加载，等到要用的时候才被加载）。
Java虚拟机立马加载Sample类，把Sample类的类型信息存放在方法区里。  
  2、 Java虚拟机首先在堆区中为一个新的Sample实例分配内存, 并在Sample实例的内存中存放一个方法区中存放Sample类的类型信息的内存地址。 
  3、位于“=”前的Test1是一个在main()方法中定义的一个变量（一个Sample对象的引用），因此，它被会添加到了执行main()方法的主线程的JAVA方法调用栈中。
  而“=”将把这个test1变量指向堆区中的Sample实例。 
  4、JVM依次执行它们的printName()方法。当JAVA虚拟机执行test1.printName()方法时，JAVA虚拟机根据局部变量test1持有的引用，定位到堆区中的Sample实例，再根据Sample实例持有的引用，
定位到方法去中Sample类的类型信息，从而获得printName()方法的字节码，接着执行printName()方法包含的指令，开始执行。

AppMain.java
  　
  　　public   class  AppMain                //运行时, jvm 把appmain的代码全部都放入方法区
  　　{
  　　public   static   void  main(String[] args)  //main 方法本身放入方法区。
  　　{
  　　Sample test1 = new  Sample( " 测试1 " );   //test1是引用，所以放到栈区里， Sample是自定义对象应该放到堆里面
  　　Sample test2 = new  Sample( " 测试2 " );
  　　
 　　test1.printName();
 　　test2.printName();
 　　}
 　　}
 　　
 　　public   class  Sample        //运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区
 　　{
 　　/** 范例名称 */
 　　private String name;      //new Sample实例后， name 引用放入栈区里, name 对应的 String 对象放入堆里
 　　
 　　/** 构造方法 */
 　　public  Sample(String name)
 　　{
 　　this .name = name;
 　　}
 　　
 　　/** 输出 */
 　　public   void  printName()   //在没有对象的时候，print方法跟随sample类被放入方法区里。
 　　{
 　　System.out.println(name);
 　　}
 　　}  

13.在Java语言里堆(heap)和栈(stack)里的区别 ：

1. 栈(stack)与堆(heap)都是Java用来在Ram中存放数据的地方。与C++不同，Java自动管理栈和堆，程序员不能直接地设置栈或堆。  
2. 栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。另外，栈数据可以共享（详见下面的介绍）。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。

Java中的2种数据类型：

一种是 基本类型 (primitive types), 共有8类，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并没有string的基本类型)。这种类型的定义是通过诸如int a = 3; long b = 255L;的形式来定义的，称为自动变量。 自动变量存的是字面值，不是类的实例，即不是类的引用，这里并没有类的存在 。如int a = 3; 这里的a是一个指向int类型的引用，指向3这个字面值。 这些 字面值 的数据，由于大小可知，生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面，程序块退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存 在于栈中 。

栈有一个很重要的特性:存在栈中的数据可以共享。 假设我们同时定义:  int a = 3; int b = 3;   编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找有没有字面值为3的地址，如果没找到，就开辟一个存放3这个字面值的地址，然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，由于在栈中已经有3这个字面值，便将b直接指向3的地址。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。

这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象，如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反，通过字面值的引用来修改其值，不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例，我们定义完a与 b的值后，再令a=4；那么，b不会等于4，还是等于3。在编译器内部，遇到a=4；时，它就会重新搜索栈中是否有4的字面值，如果没有，重新开辟地址存放4的值；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。

另一种是 包装类数据， 如Integer, String, Double等将相应的基本数据类型包装起来的类。这些类数据全部 存在于堆中， Java用new()语句来显示地告诉编译器，在运行时才根据需要动态创建，因此比较灵活，但缺点是要占用更多的时间。

15.字面变量的引用和类变量引用有什么区别？

答：8种基本类型的引用变量叫字面变量引用，8种基本数据类型是存储在栈中的，不是堆中，因为字面变量的大小是已知的，且生命周期是已知的。int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，并没有string的基本类型)。栈有一个很重要的特性--栈的数据是可以共享的。说的就是字面变量内容是可以共享的。

假设我们同时定义:  int a = 3; int b = 3;   编译器先处理int a = 3；首先它会在栈中创建一个变量为a的引用，然后查找有没有字面值为3的地址，如果没找到，就开辟一个存放3这个字面值的地址，然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3；在创建完b的引用变量后，由于在栈中已经有3这个字面值，便将b直接指向3的地址。这样，就出现了a与b同时均指向3的情况。

这种字面值的引用与类对象的引用不同。假定两个类对象的引用同时指向一个对象，如果一个对象引用变量修改了这个对象的内部状态，那么另一个对象引用变量也即刻反映出这个变化。相反，通过字面值的引用来修改其值，不会导致另一个指向此字面值的引用的值也跟着改变的情况。如上例，我们定义完a与 b的值后，再令a=4；那么，b不会等于4，还是等于3。在编译器内部，遇到a=4；时，它就会重新搜索栈中是否有4的字面值，如果没有，重新开辟地址存放4的值；如果已经有了，则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。

自动变量存的是字面值，不是类的实例，即不是类的引用，这里并没有类的存在 。如int a = 3; 这里的a是一个指向int类型的引用，指向3这个字面值。 这些 字面值 的数据，由于大小可知，生存期可知(这些字面值固定定义在某个程序块里面，程序块退出后，字段值就消失了)，出于追求速度的原因，就存 在于栈中 。

16.程序中new创建的对象为什么在程序运行后才根据new命令在堆中创建内存空间？

答：因为new创建的对象是程序猿写的，大小未知啊。所以编译时期不能创建内存空间，程序实际运行时，才知道啊。new创建的对象不像int这种基本数据类型，在编译时期就知道大小，就可以存储在栈中。

15.java的内存分配条理清楚么？

答： java内存分配条理还是很清楚的，如果要彻底搞懂，可以去查阅JVM相关的书籍。

在java中，内存分配最让人头疼的是String对象，由于其特殊性，所以很多程序员容易搞混淆。