🍇 内存区域
🍈运行时数据区域
🍉程序计数器
程序计数器是用于保存当前正在执行的虚拟机字节码指令的地址。
🍊作用
- 字节码解释器通过程序计数器的值来选择下一条需要执行的字节码指令
- 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运行到哪。
- 如果执行的是一个 Java 方法，那么计数器记录的是当前执行的位置
- 如果执行的是一个 native 方法，那么计数器的值为null
🍊OOM 异常
程序计数器是唯一一个不会发生 OOM 异常的区域
🍉虚拟机栈
虚拟机栈描述的是 Java 方法执行的线程内存模型，每个方法被执行的时候，Java 虚拟机都会创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。
🍊OOM 异常
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的栈深度则抛出 StackOverFlowError
- 如果虚拟机栈容量支持动态扩展，那么当栈扩展时无法申请到足够的内存就会抛出 OutOfMemoryError 异常（在 HotSpot 虚拟机中是不允许栈扩展的）
🍉本地方法栈
本地方法栈的作用与虚拟机栈发挥的作用是相似的，区别在于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。
🍊OOM 异常
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的栈深度则抛出 StackOverFlowError
- 如果虚拟机栈容量支持动态扩展，那么当栈扩展时无法申请到足够的内存就会抛出 OutOfMemoryError 异常（在 HotSpot 虚拟机中是不允许栈扩展的）
🍊Java 堆
堆是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以及数组都在这里分配内存，同时它也是垃圾收集器的管理区域
🍊区域划分
- 从回收内存的角度: Java 堆可以划分为新生代、老年代、永久代、Eden 空间、From Survivor 空间等区域
- 从分配内存的角度: 堆中可以划分为多个线程私有的分配缓存区
堆区域的划分只是为了更好的回收内存或者更快速的分配内存
🍊OOM 异常
如果在堆中没有内存完成分配，并且堆也无法再扩展时，虚拟机会抛出 OOM 异常。
🍉方法区
方法区是线程共享的一块内存区域，用于存储已被虚拟机加载的 类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
🍊具体实现
在 JDK 8 之前方法区是由永久代来实现的，而在 JDK 8 之后方法区是由本地内存实现的元空间来实现
之所以使用元空间替换永久代是因为，在 JVM 中永久代的大小是固定的，无法进行调整因此程序运行期间动态加载的类和其它元数据容易导致永久代溢出，从而导致系统崩溃，而元空间使用的是本地内存受本机可用内存的限制，虽然元空间仍旧可能溢出，但是相比永久代出现的几率会更小。
🍊OOM 异常
方法区无法满足新的内存分配需求时抛出 OOM 异常
🍉运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用。
🍊OOM 异常
当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 错误。
🍈直接内存
直接内存的大小分配不会受到堆大小的限制但是会受到本机内存的限制也有可能导致 OOM。
🍈HotSpot 虚拟机对象探秘
🍉对象的创建
🍊类加载检查
当虚拟机遇到 new 指令时，首先会检查该指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用所代表的类是否已经加载、解析和初始化，如果没有就会去执行相应的类加载过程。
🍊分配内存
当类加载完成后对象所需的内存便可完全确定，为对象分配内存的任务就等同于把一块确定的内存空间从堆中划分出来，具体的划分方式分为指针碰撞法和空闲列表法，使用那种方式就要看堆中的内存是否规整。
🍋分配方式
指针碰撞法
Java 堆中的内存被分为使用过的内存和空闲内存两部分，中间使用指针进行划分，分配内存时就将指针向空闲空间移动一段与对象大小相等的距离。
空闲列表法
虚拟机维护了一个列表来记录哪些内存是可用的，在分配内存的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录。
🍋内存分配并发问题
在使用指针碰撞法进行内存分配时，当线程在给对象 A 分配内存时，指针还未来得及修改。对象 B 又同时使用原来的指针进行内存分配。
解决方案👇
- 对分配内存空间的动作进行同步处理
- 在每个线程在堆中预先分配一小块内存，哪个线程要分配内存，就在哪个线程的本地缓冲区中进行分配，只有本地缓冲区用完了，分配新的缓冲区时在进行同步处理。
🍊初始化零值
将分配到的内存空间（不包括对象头）都初始化零值，以保证对象的实例字段在没有设置初始值的情况下可以访问到字段类型所对应的零值
🍊设置对象头
将对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息，对象的GC分代年龄等信息存放到对象头中。
🍊执行 init 方法
当设置完对象头之后，对于虚拟机来说一个新的对象就已经产生了，但是从 Java 程序的角度来看，对象的创建还没结束，此时 Class 文件中的 init 方法还没有执行，所有字段都为默认值，所以需要执行 init 方法来根据我们的代码为对象进行初始化操作。
🍉对象的内存布局
在 HotSpot 虚拟机里，对象在堆中的布局可以分为三个部分：对象头、实例数据、对其填充
🍊对象头
对象头包含：Mark Word 和 类型指针，其中 Mark Word 用于存储对象运行时的数据，如 哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志等信息，并且根据锁状态的不同 Mark Word 存储的信息也会不同，而类型指针是指向对象的类型元数据的指针，虚拟机通过该指针来确定对象属于哪个实例，另外，如果对象是数组的话那么在对象头重还需要记录数组的长度。
🍊实例数据
实例数据是对象真正存储的有效信息，即我们在代码中定义的各种类型的字段内容
🍊对齐填充
对齐填充并不是必须存在的，仅仅起到占位符的作用，由于任何对象的大小都必须是 8 字节的整数倍，因此，如果对象的实例数据部分没有对齐，就需要通过对齐填充来补齐。
🍉 对象的访问定位
Java 程序会通过栈上的 reference 数据来操作堆上的具体对象，主流的访问方式主要两种：句柄和直接指针。
句柄访问
使用句柄访问方式的话会在Java堆中划分出一块内存来作为句柄池，reference 中存储的就是对象的句柄地址，句柄中包含了对象的实例数据与类型数据的的地址信息。
直接指针
使用直接指针访问的话那么 reference 中存储的直接就是对象地址。
🍊两种方式的区别
对于句柄访问，reference 数据中存储的是句柄地址所以相对于直接指针的方式在访问对象实例的时候多了一次指针定位，但是也正因为 reference 中存储的是句柄地址，在对象被移动时只需要修改对象的实例数据地址而不用像直接指针那样去修改 reference
