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JVM的内存模式

JVM 运行时内存共分为虚拟机栈、堆、元空间、程序计数器、本地方法栈五个部分。还有一部分内存叫直接内存，属于操作系统的本地内存，也是可以直接操作的。 线程共享的： 堆、方法区、

线程私有的： 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈

• 元空间（方法区） ：

  本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。在jdk1.8以前，称为永久代，在1.8以后，称为元空间MateSpace，不由具名管理它的内存结构，而是交给操作系统内存，元空间使用的系统内存，元空间的串池StringTable被移到了堆内存中。线程共享，方法区逻辑上是堆的一部分，方法存储了更类结构相关的一些信息，比如常量，类变量，类的构造器，方法的信息，成员方法和构造方法，编译器编译后的代码等等，方法区如果内存不足也会报内存溢出。

• 虚拟机栈：

  每个线程都有一个私有的栈，随着线程的创建而创建，生命周期与线程相同。栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法都会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息，栈帧与数据结构的栈类似，都是先进后出的数据结构，只支持出栈和入栈操作。栈的大小可以固定也可以动态扩展。

  存在栈内存溢出的问题；栈的大小是固定的，可能由于方法的递归调用没有设置正确的方法结束的调教导致，栈一直入栈没有出栈，使得最后栈帧的内存大小超过栈的内存；栈帧过大导致内存溢出；

• 本地方法栈：

  与虚拟机栈类似，区别是虚拟机栈执行Java方法，本地方法执行native方法。在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方法与数据结构没有强制规定，因此虚拟机可以自由实现它。

• 程序计数器：

  程序计数器是一块较小的内存空间，可以看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多内核来说是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。

  字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制，如：顺序执行、选择、循环、异常处理。

  为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，我们称这类内存区域为“线程私有”内存。在多线程的情况下，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次的运行位置。

  程序计数器是唯一不会出现OutOfMemoryError的内存区域，生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的结束而死亡。仅仅只是一个运行指示器，存储下一个待执行的命令的地址。无论代码多少，在最坏情况下死循环也不会让这块内存超限。

• 堆内存：

  堆内存是 JVM 所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。所有的对象和数组都在堆上进行分配。这部分空间可通过GC（垃圾回收器）进行回收。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError。堆是JVM内存占用最大，管理最复杂的一个区域。其唯一的用途就是存放对象实例：所有的对象实例及数组都在对上进行分配。jdk1.8后，字符串常量池从永久代中剥离出来，存放在队中。

• 直接内存：

  直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java 虚拟机规范中农定义的内存区域。在JDK1.4 中新加入了NIO(New Input/Output)类，引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区（Buffer）的I/O方式，它可以使用native 函数库直接分配堆外内存，然后通脱一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。