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一、运行时数据区

运行时数据区

👒线程私有的内存区域：

  • 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈

🌂线程共享的内存区域：

  • 方法区、Java堆

二、线程私有的内存区域

🍛2.1 程序计数器

Program Counter，简称 PC，用于存放 下一条 指令所在单元的地址，是线程所执行的字节码的行号指示器。因为JVM的多线程是通过轮流切换来分配CPU的执行时间（时间片轮询），当切换到下一条线程的时候，线程要能知道当前要执行的字节码位置，这就要求每条线程都要有一个自己的程序计数器，独立存储待执行的虚拟机字节码指令的地址。

🍮2.2 虚拟机栈

虚拟机栈

虚拟机栈生命周期同线程,所以不必担心垃圾回收问题。**虚拟机栈(VM Stack)**这个内存区域对应的是每个线程class方法执行的内存模型（不仅Java，像Kotlin、Scala、Groovy等于都可以编译成class文件并允许在JVM上）。线程中的每个方法在执行的同时都会创建一个 栈帧（Stack Frame）。每个class方法从被调用到执行完成的过程，都对应着一个栈帧在虚拟机栈从入栈到出栈的过程。

栈帧是用来存储 （方法内的）局部变量表、（计算时的）操作数栈、（引用的）动态链接、（进入或退出方法时的）方法出入口等。

  • 局部变量表：存放 编译期 可知的数据类型，包括 基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、long、float、double）、对象引用（reference类型）、returnAddress类型（指向一条字节码指令的地址）。每个 **局部变量空间（slot）**的长度是 32位，而 long、double类型的每个变量占用 2个局部变量空间，也就是会占用64位空间。局部变量表所需的内存大小在编译期就已经确定，并记录在class文件中。
  • 操作数栈：栈是一个先进后出的线性表，操作数栈是逻辑计算的数据容器，比如下面的计算：
int a = 1;
int b = 2;
int c = 1 + 2;
retuen c;

🍈2.3本地方法栈

本地方法栈和虚拟机栈相似，只不过虚拟机栈是用于线程中执行Java方法（字节码，因为还有Scala、Kotlin、Groovy等其他运行在虚拟机上的编程语言），本地方法栈是用于执行本地的 native方法 。

三、线程共享的内存区域

🍊3.1 堆

堆Heap又称 Java堆，这个内存区域是JVM线程共享的区域，也是JVM管理的最大一块内存区域。堆内存区域创建于JVM启动时。

堆的 唯一 目的就是存放 实例对象，反之不成立，也就是说有少量的对象实例并不在Java堆中存放，也可以在栈上分配，Java堆仅存放绝大量的对象实例。

Java堆 不像 栈 那样，随线程而生、随线程而亡。Java堆中的实例对象可能被多个线程中的变量所引用，一个线程死亡，而其他线程还可能正使用此实例对象，所以 Java堆 成为垃圾收集器收集垃圾一个重要的区域（宏观来讲是垃圾收集器管理的主要区域）。

现在主流的垃圾收集器采用 分代收集算法，堆内存又被细分为新生代(Young Generation) 和 老年代(Old Generation)(默认比: 1:2)。新生代 再细分为：1个Eden空间和2个Survivor空间（默认比例8:1:1）,2个Survivor空间其中一个是From Survivor空间和一个To Survivor 空间。分代分空间的唯一理由就是优化GC性能。具体jvm查看命令可参考jvm内存分析命令文章)

常量池

  • 静态常量池：即*.class文件中的常量池，class文件中的常量池不仅仅包含字符串(数值)字面量，还包含类、方法的信息，占用class文件绝大部分空间；
  • 运行时常量池：则是JVM虚拟机在完成 类装载 操作后，将class文件中的常量池载入到内存中，并保存在 方法区 中，我们常说的 常量池，就是指方法区中的运行时常量池，存放在字面量和符号引用。

🍓3.2方法区

方法区用来存储类信息（类的版本、接口描述）、常量、静态变量、方法（数据与编译后代码）等数据，也有一些方法区的数据生命周期长，进而将方法区称为“永久代（Permanent Generation）”，永久存在不被GC回收，但本质上并不相等。方法区在逻辑上是和Java堆相连的，该区域一般GC很少参与，偶尔会存在对不使用的常量进行内存回收，对于一些卸载的类进行资源回收，因为这些数据占用内存本来就比较少，所以GC的回收效果也非常的一般。

  • JDK1.6的永久代（PermGen）
  • JDK1.7的永久代（PermGen）（过度阶段）
  • JDK1.8的元空间（Metaspace）（直接内存）

用jdk1.6运行后会报错，永久代这个区域内存溢出会报： Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space的内存溢出异常，表示永久代内存溢出。

在Java7之前，HotSpot虚拟机中将GC分代收集扩展到了方法区，使用永久代来实现了方法区。这个区域的内存回收目标主要是 针对常量池的回收和对类型的卸载。但是在之后的HotSpot虚拟机实现中，逐渐开始将方法区从永久代移除。Java7中已经将运行时常量池从永久代移除，在Java 堆（Heap）中开辟了一块区域存放运行时常量池。而在Java8中，已经彻底没有了永久代，将方法区直接放在一个与堆不相连的本地内存区域，这个区域被叫做元空间（MetaSpace）。

使用jdk1.7后 验证如下：执行代码和上面相同 设置参数：-Xmx20m -Xms20m -XX:-UseGCOverheadLimit，这里的-XX:-UseGCOverheadLimit是关闭GC占用时间过长时会报的异常，然后限制堆的大小，运行程序，果然，一会后报异常：

Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 从上面的异常可以知道我们测试增加的常量都放到了堆中，所以限制堆内存以后，不断增加常量，堆内存会溢出。

总结：jdk1.6常量池放在方法区，jdk1.7常量池放在堆内存，jdk1.8放在元空间里面，和堆相独立。所以导致String的intern()方法因为以上变化在不同版本会有不同表现。