Jvm内存模型-实际运行对应JVM 内存模型与运行时数据存储对应关系内存区域存储内容生命周期线程隔离性 GC 管

JVM 内存模型与运行时数据存储对应关系

内存区域	存储内容	生命周期	线程隔离性	GC 管理
堆 (Heap)	所有通过 `new` 创建的对象实例数组对象字符串常量池（JDK7+）	对象存活到被 GC 回收	线程共享	是（主要回收区域）
虚拟机栈 (JVM Stack)	方法调用的栈帧： - 局部变量（基本类型、对象引用） - 方法参数 - 操作数栈	随方法调用创建，方法结束销毁	线程私有（每个线程独立）	否
方法区 (Method Area)	类元信息（Class 结构）运行时常量池（字符串字面量、符号引用）静态变量（static）	类加载时分配，卸载时回收	线程共享	是（JDK8+ 由元空间管理）
程序计数器 (PC Register)	当前线程执行的字节码指令地址	线程生命周期内存在	线程私有	否
本地方法栈 (Native Stack)	Native 方法（C/C++ 实现）的调用信息	随本地方法调用创建，结束销毁	线程私有	否

各区域详细说明与代码示例

1. 堆 (Heap)

存储内容：所有对象实例和数组。

示例：

Object obj = new Object();  // obj 引用在栈，对象本体在堆
int[] arr = new int[10];    // 数组对象存储在堆
String s = "Hello";         // 字符串常量存储在堆的字符串常量池（JDK7+）

特点：
- 通过 -Xmx 和 -Xms 参数配置大小。
- 分为新生代（Eden + Survivor）和老年代。

2. 虚拟机栈 (JVM Stack)

存储内容：方法调用的局部变量和方法操作栈。

示例：

public void method() {
    int a = 10;             // 基本类型变量 a 存储在栈
    String str = "World";   // 对象引用 str 存储在栈，对象本体在堆
    Object obj = new Object(); // 引用在栈，对象在堆
}

特点：
- 每个方法对应一个栈帧。
- 栈溢出会抛出 StackOverflowError。

3. 方法区 (Method Area)

存储内容：类结构、常量池、静态变量。

示例：

public class MyClass {
    static int count = 0;    // 静态变量存储在方法区
    final String NAME = "JVM"; // 常量 NAME 存储在运行时常量池（方法区）
}

特点：
- JDK8 之前称为“永久代”，JDK8+ 改为“元空间”（Metaspace），使用本地内存。
- 溢出会抛出 OutOfMemoryError: Metaspace。

4. 程序计数器 (PC Register)

存储内容：当前线程执行的字节码指令地址。

示例：

public void loop() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) { 
        // 程序计数器记录当前循环执行位置
    }
}

特点：
- 唯一不会发生 OutOfMemoryError 的区域。
- 多线程切换时用于恢复执行位置。

5. 本地方法栈 (Native Stack)

存储内容：Native 方法（如 JNI 调用）的执行信息。

示例：

public native void nativeMethod();  // 调用本地方法时使用此栈

特点：
- 与虚拟机栈类似，但服务于 Native 方法。
- 由 C/C++ 实现的方法调用链。

内存交互关系图示

+-------------------+     +-------------------+
|  虚拟机栈 (Stack)   |     |     堆 (Heap)      |
| - 局部变量         |<----| - 对象实例        |
| - 对象引用         |     | - 数组           |
+-------------------+     +-------------------+
           |
           v
+-------------------+
| 方法区 (Method Area)|
| - 类元信息         |
| - 运行时常量池     |
| - 静态变量         |
+-------------------+

总结规则

对象本体在堆：所有 new 操作创建的对象实体。
引用在栈：对象引用、方法参数、局部变量存储在栈。
类元信息在方法区：类的结构、静态变量、常量池信息。
线程私有区域：栈、程序计数器、本地方法栈为线程私有，堆和方法区为线程共享。