一图看懂JVM内存分布,永久记住!

经常在说JVM内存分布,也经常去看,但是总是在面试的时候说不清楚或者模糊,甚至有可能说错,只有真正的理解,并且在心中有一个总结构图才能记得清楚说的清楚!

| JVM总览图

java内存区域主要分程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区、直接内存。其中程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈属于线程隔离,即他们都有自己的线程归属,其他属于线程共享的。
总览

| 各分区详解

a、程序计数器
这个是当前线程正在执行的字节码行号指示器。根据这里面的内存数据来确定程序接下来执行的指令。每个线程都有一个,相互隔离,线程切换回来时才知道怎么执行。如果执行的是方法,这里记录的是虚拟机字节码指令的地址。当执行的是Native方法的时候为空(Undefined)。

因为只存储一个指令,所以它不会出现任何OutOfMemoryError。也是唯一一个!

b、Java虚拟机栈
每个线程私有,里面装的多个栈帧,每个栈帧对于的一个方法。里面存储的是Java方法的内存模型。相当于描述的是一个方法需要的内容。

如下图,每个线程都有一个虚拟机栈,每个栈中都有多个栈帧。每个栈帧代表一个方法,一个方法的执行就是栈帧的进栈与出栈。

比如一个main方法调用了Method1(),Method1()调用Method2()。当线程执行的时候,先main方法对应的栈帧压入虚拟机栈,作为栈帧1。然后调用Method1()时,Method1()对应的栈帧压入虚拟机栈,作为栈帧2。然后调用Method2()时对应的栈帧压入虚拟机栈作为栈帧3。当Method2()方法执行完成,栈帧3弹出。接着Method1()继续执行,执行完成栈帧2弹出,接着main方法继续执行,执行完成栈帧1弹出。整个方法执行完成。

每个栈帧存就是对方法的描述。其中局部变量表就是一个方法里面定义的变量,其中包括:基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)和对象引用。

:long和double会占两个局部变量空间。

异常:线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度,将抛出StackOverflowError异常。如果虚拟机栈可以动态扩展,当扩展的时候没有申请到内存的时候抛出OutOfMemoryError.
Java虚拟机栈.

c、本地方法栈
线程私有,和上一个Java虚拟机栈作用相似,Java虚拟机栈是为Java方法服务,本地方法栈是为Native服务。

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d、Java堆
Java虚拟机管理最大的一块,线程共享,存放对象实例和数组。分新生代(1/3)和老年代(2/3),新生代还可以分Eden(8/10)、From Survivor(1/10) 、To Survivor(1/10),是主要根据垃圾清理来分的。

异常:无法再对对象实例分配,并且堆也无法扩展时,将抛出OutOfMemoryError。
堆

e、方法区
线程共享,主要存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。

运行时常量池也是方法区的一部分,比如String有一个常量池,他就是放到这个里面的。

异常:当方法区无法满足内存分配时,将抛出OutOfMemoryError异常。

f、直接内存
NIO通过使用Native函数库直接分配对外内存。

异常:不受Java堆大小限制,但是受机器的物理内存限制,当各个内存区域大于机器物理内存的时候,会出现OutOfMemoryError。

| 总结

Java作为面向对象的一门语言,表面上是JVM内存分布以线程划分,实则主要也是类和对象的分布。简单的总结对比图:​
简单总结

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