简介
内存区域,也就是 JVM 运行时数据区域，主要描述内存空间的划分。
内存模型（Java Memory Model，简称 JMM ）是定义了线程和主内存直接的抽象关系，即 JMM 定义了 JVM 在计算机内存(RAM)中的工作方式，如果我们要想深入了解Java并发编程，就要先理解好Java内存模型。
java 内存区域
JDK8 之后的 JVM 布局
1. 元空间（metaspace）：
元空间取代了以前的永久代（PermGen）。
为什么移除永久代？
永久代是一个包含JVM所需数据的池，例如类或方法。
首先，这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，一般来说这个区域的回收效果比较难令人满意。永久代的垃圾回收和老年代的垃圾回收是绑定的，一旦其中一个区域被占满，这两个区都要进行垃圾回收。
在启动时使用-XX:MaxPermSize=xM参数指定永久生成的大小。此值是静态的，不会重新调整为更改运行时情况。字符串存在永久代，容易造成永久代内存不足，或者当动态加载的类变多时，内存也会增加。这些都很容易造成OOM。
元空间优化了什么？
- 大小 - 元空间占用的空间将根据运行时的应用程序需求动态重新计算。当类加载器将加载越来越多的类时，元空间保留的内存将增加（或在某些类数据被垃圾收集时减少）。
- 垃圾收集 - 一旦metaspace的限制达到，metaspace上的垃圾收集器就开始工作。例如，当垃圾回收器在这个空间上的活动太重要时，这可能意味着metaspace指定的大小不足以满足实际情况，或者可能存在一些内存泄漏。
- no klass - 元空间不再包含KlassKlass及其衍生物。在永久代中，这些对象用于描述描述最初存储的类的类。这意味着只存储原始类的信息。
字符串常量池、静态变量、被移动到堆中。运行时常量池、类型信息、常量、字段、方法被移动都了元空间中。
2. 程序计数器： 程序计数器（Program Counter Register）是一个记录着当前线程所执行的字节码的行号指示器。
由于 Java 虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器内核都只会执行一条线程中的指令。
因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。
如果线程正在执行的是一个 Java 方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是 Native 方法，这个计数器值则为空（Undefined）。此内存区域是唯一一个在 Java 虚拟机规范中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域。
3. java虚拟机栈：
虚拟机栈描述的是 Java 方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame，是方法运行时的基础数据结构）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从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入栈到出栈的过程。
4. 本地方法栈：
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的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，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。
线程开始调用本地方法时，会进入 个不再受 JVM 约束的世界。本地方法可以通过 JNI(Java Native Interface)来访问虚拟机运行时的数据区，甚至可以调用寄存器，具有和 JVM 相同的能力和权限。 当大量本地方法出现时，势必会削弱 JVM 对系统的控制力，因为它的出错信息都比较黑盒。对内存不足的情况，本地方法栈还是会抛出 nativeheapOutOfMemory。
5. java堆：
对于大多数应用来说，Java 堆（Java Heap）是 Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java 堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
java 内存模型
Java内存模型是共享内存的并发模型，线程之间主要通过读-写共享变量（堆内存中的实例域，静态域和数组元素）来完成隐式通信。
Java 内存模型（JMM）控制 Java 线程之间的通信，决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。
计算机高速缓存和缓存一致性
计算机在高速的 CPU 和相对低速的存储设备之间使用高速缓存，作为内存和处理器之间的缓冲。将运算需要使用到的数据复制到缓存中，让运算能快速运行，当运算结束后再从缓存同步回内存之中。
在多处理器的系统中(或者单处理器多核的系统)，每个处理器内核都有自己的高速缓存，它们有共享同一主内存(Main Memory)。
当多个处理器的运算任务都涉及同一块主内存区域时，将可能导致各自的缓存数据不一致。
为此，需要各个处理器访问缓存时都遵循一些协议，在读写时要根据协议进行操作，来维护缓存的一致性。
VM主内存与工作内存
Java 内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则，即在虚拟机中将变量（线程共享的变量）存储到内存和从内存中取出变量这样底层细节。
Java内存模型中规定了所有的变量都存储在主内存中，每条线程还有自己的工作内存，线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量。
这里的工作内存是 JMM 的一个抽象概念，也叫本地内存，其存储了该线程以读 / 写共享变量的副本。
就像每个处理器内核拥有私有的高速缓存，JMM 中每个线程拥有私有的本地内存。
不同线程之间无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间的通信一般有两种方式进行，一是通过消息传递，二是共享内存。Java 线程间的通信采用的是共享内存方式，线程、主内存和工作内存的交互关系如下图所示：
这里所讲的主内存、工作内存与 Java 内存区域中的 Java 堆、栈、方法区等并不是同一个层次的内存划分，这两者基本上是没有关系的，如果两者一定要勉强对应起来，那从变量、主内存、工作内存的定义来看，主内存主要对应于Java堆中的对象实例数据部分，而工作内存则对应于虚拟机栈中的部分区域。
