【JVM】上帝视角看JVM内存模型，分而治之论各模块详情

1. 上帝视角

【树看JVM】

【图看JVM】

2. 分而治之

2.1 堆区

构成：堆区由新生代和老年代组成，新生代中包含伊甸区(Eden)、幸存者区（survivor from 、survivor to）和老年代。

GC：当创建新的对象时，对象首先会被放入Eden和survivor from中，每经历一次GC存活下来的对象，年龄都会加1。在进行了第一次GC后，在Eden中仍然存活的对象，将被放入survivor to ；而survivor from中的存活的对象将由年龄阀值（maxTenuringThreshold）来决定，如果年龄不超过maxTenuringThreshold的话，将被放入survivor to，如果超过的话，就被放入老年代。

在经历GC之后，Eden和survivor from 都被清空，此时，原先的survivor from转变为survivor to的角色，原先的survivor to转变成survivor from的角色，下一次的GC将会依据上一个原理，继续进行。当survivor to满了之后，survivor to 中的对象将会被放入老年代。

除了年龄阀值会触发对象晋升到老年代之外，还有以下第二种情况能够触发：

前提：survivor to中，相同年龄的对象所占的空间超过一半。

  触发：对象的年龄超过了上述前提中对象的年龄，就会直接被放入老年代。

因此，幸存者区存放的数据是Eden区GC后拷贝过来的数据，老年代存放的是数据是幸存者区GC后拷贝过来的数据

2.2 栈区

栈区中存储的是一个一个的栈帧（stack frame），每一个栈帧对应一个被调用的方法，它与方法的生命周期一致，随着方法的调用而被创建，随着方法的结束而销毁。栈帧中存放的是局部变量表（基本数据类型、引用），操作数栈、指向当前方法所属的类的运行时常量池的引用等信息。（运行时常量池在方法区中）。

2.3 方法区

方法区由代码缓存、运行时常量池、持久代（JDK1.8后被删除）组成。

· 持久代：在JDK1.6时方法区存放的是类的结构定义、方法、构造函数、以及存放静态变量，在JDK1.7之后，方法区的持久代被删除，取而代之的是元空间（metaSpace），元空间在本地内存中，与持久代类似，是对JVM规范中方法区的实现。

· 代码缓存：代码缓存中存放的是JIT（just in time）编译器编译后的与硬件相关的代码。可以通过ReservedCodeCacheSize 和 InitialCodeCacheSize两个参数设置。

· 运行时常量池：被所有线程共享，存储的是虚拟机加载Class之后的常量池数据（常量池是Class的一部分，存储着类、接口、方法中的常量）

2.4 元空间（metaSpace）

元空间在JDK1.7时开始取代方法区中的持久代（PermGen）,那么，为什么要删除持久代，让元空间取而代之？官方解释如下图：

附官方地址：http://openjdk.java.net/jeps/122

从官方的解释可以看出，由于JRokit中没有持久代而不需要配置，而删除持久代是官方为了融合JRockit与HotSpot所努力的一部分，所以在JDK1.7开始逐步开始取代持久代，到JDK1.8之后彻底删除。

并且，类和方法的信息大小难以确定，永久带经常会发生内存溢出（OOM），java.lang.OutOfMemoryError: PermGen

（关于元空间的溢出，在下篇博文与其它内存溢出的异常一起整理，这里就不再赘述元空间的OOM）

【JVM】TroubleShooting之内存溢出异常(OOM)与调优：https://www.cnblogs.com/snova/p/9195686.html

2.5 本地方法栈

与前面谈到的虚拟机栈类似，区别在于虚拟机栈为虚拟机调用的Java方法服务，本地方法栈是为虚拟机调用的本地方法（Native Method）服务。

Mative Method是一个Java调用一个非Java程序的接口，该方法的实现由非Java语言来实现

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以下描述截取自《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践》 作者： 周志明

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机（譬如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

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2.6 程序计数器（PC）

程序计数器记录的是线程下一步要执行的指令字节码地址。在多线程中，各线程之间是抢CPU的关系，要根据抢得时间片的CPU时间资源进行线程切换，因此，每个线程都有一个独立的程序计数器，记录各个线程下一步要执行的指令，这样才能够正常切换。

参考及推荐：

http://openjdk.java.net/jeps/122

https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/jls8.pdf

https://www.cnblogs.com/dennyzhangdd/p/6770188.html

http://ifeve.com/jvm-permgen-where-art-thou/

https://blog.csdn.net/zjf280441589/article/details/53437703