运行时数据区域
根据《Java虚拟机规范》的规定，Java虚拟机锁管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域，如图所示
JDK7时：
JDK8时：
程序计数器
程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。用于线程之间的切换时，例如线程A执行时挂起，执行线程B，线程B执行结束后，能正确返回线程A的执行位置，程序计数器就是记录了心线程A的执行位置。线程之间的程序计数器互不影响，独立存储，为线程私有的。
Java虚拟机栈
与程序计数器一样，Java虚拟机栈为线程私有的。 它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行线程的内存模型：每个方法被执行的时候，都会创建一个栈帧，栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态连接和方法返回地址等信息。每一个方法执行至结束的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈道出栈的过程。
局部变量表：存放了编译器可知的Java虚拟机的各种基本数据类型、对象引用（reference类型，并不是对象本身，而是对象指针的地址或者对象的句柄。）和returnAdresss类型（指向了一条字节码指令的地址）。这些数据在局部变量表中以局部变量槽来表示，long和double类型的数据占用两个变量槽，其他类型占用一个。
StackOverflowError：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出该异常。
OutOfMemoryError：如果虚拟机的栈容量可以动态拓展，当栈拓展时，无法申请到足够的内存时，将抛出该异常。
本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用类型，区别只是本地方法栈的为本地方法服务的，虚拟机栈所为虚拟机执行方法服务的。
Java堆
Java堆时虚拟机所管理的最大的一块内存区域，它是线程共享的。对象实例以及数据分配在堆上。是垃圾收集器回收内存空间的地方。
Java堆上可以被实现成固定大小或者可拓展的（可通过-Xmx和-Xms设定）。如果在Java堆中没有完成实例分配，并且无法拓展堆大小时，Java虚拟机将抛出OutOfMemoryError异常。
方法区
与堆一样，是线程共享的。用于存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即使编译后的代码缓存等数据。与Java堆一样，不需要连续的内存和可以选择固定大小和可拓展外，甚至还可以选择不实现垃圾回收。如果元空间无法满足新的内存分配时，将抛出OutOfMemoryError异常。
HotSpot虚拟机对象探秘
对象的创建
1、当Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先检查这个指令的参数能否在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号所代表的类是否进行过加载、解析、和初始化过。如果没有，则执行类的加载。
2、在类加载检查通过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象的内存大小在加载后便能确定。对象所需内存大小的分配，等同于把一块确定大小的内存从堆内存中划分出来。
指针碰撞：假设Java堆中的内存时绝对规整的，已使用的内存放在一边，未使用的内存放在另外一边，中间由一个指针作为分界点的指示器，则分配内存的过程为将指针在未使用的内存中挪动与对象内存相等的距离。这种分配方式成为“指针碰撞”。
空闲列表：假设Java堆中的内存时不规整的，则无法使用“指针碰撞”进行内存分配，这是需要虚拟机维护一个记录空闲内存的列表，在分配内存时，找到一块足够大的内存划分给对象实例，并更新列表上的记录，这种方式成为“空闲列表”。
注：针对以上两种分配方式，在多线程并发时是不安全的。为了解决线程安全的问题，有以下两种解决方案：
1⃣️在分配内存时进行同步处理，采用CAS和失败重试的方法保证更新操作的原子性。
2⃣️在分配内存时划分在不同的空间之中进行，每个线程在Java堆中划分一块缓存空间，成为“本地线程分配缓冲”，只有本地缓存空间用完了，重新分配新的缓存时，才需要进行同步处理。
3、内存分配完成后，还需要对对象进行必要的设置。例如这个对象时哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分代年龄、对象的锁状态标识。
4、对象的初始化。执行字节码的()指令。
对象的内存布局
对象头：对象头包括两类信息，第一类是用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、GC年龄代、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。另外一部分是类型指针，即对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针来确定它属于哪个类的实例。
实例数据：对象真正存储的有效信息，即我们在程序代码里定义的各种数据类型的字段内容。
对齐填充：没有特别的含义，它仅仅是起到占位的作用。例如，由于HotSpot虚拟机的自动管理内存要求对象的起始地址必须是8字节的整数倍（对象头部分已经设置为8的整数倍），若实际数据非8的整数倍，则通过对齐填充来补全。
对象的访问定位
句柄访问：Java堆中将划分一块内存作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址。使用句柄来访问最大的好处就是reference中存储的是句柄的地址，在对象移动时，只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要被修改。
直接指针访问：reference中存储的就是对象的地址，不需要多一次间接访问的开销，访问速度快。HotSpot采用的就是该访问方式。
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