https://jingyan.baidu.com/article/6c67b1d6a09f9a2786bb1e4a.html 参考
http://www.open-open.com/lib/view/open1432200119489.html 参考 http://blog.csdn.net/joe_007/article/details/38964407

主要内容：

本文分为堆(heap)、栈(stack)、方法区(method)、堆栈区别、直接内存这五个部分，分别来讲解一下这些内容。

1.堆：

堆是计算机科学中一类特殊的数据结构的统称。堆通常是一个可以被看做一棵树的数组对象。

堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值，

堆总是一棵完全二叉树，

将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。常见的堆有二叉堆、斐波那契堆等。堆是在程序运行时，而不是在程序编译时，申请某个大小的内存空间，即动态分配内存，对其访问和对一般内存的访问没有区别。堆是应用程序在运行的时候请求操作系统分配给自己内存，一般是申请和给予的过程，堆是指程序运行时申请的动态内存。

2.栈：

从两个问题开始说，什么是栈？又该怎么理解呢？栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。栈就是一个桶，后放进去的先拿出来，它下面本来有的东西要等它出来之后才能出来（先进后出规则）栈也是操作系统在建立某个进程时或者线程（在支持多线程的操作系统中是线程）为这个线程建立的存储区域，该区域具有FIFO的特性，在编译的时候可以指定需要的Stack的大小。

由此延伸出一个词——堆栈：什么是堆栈？又该怎么理解呢？其实堆栈本身就是栈，只是换了个抽象的名字。堆栈的特性：最后一个放入堆栈中的物体总是被最先拿出来，这个特性通常称为后进先出(LIFO)队列。堆栈中定义了一些操作。两个最重要的是PUSH和POP。 PUSH操作在堆栈的顶部加入一个元素。POP操作相反，在堆栈顶部移去一个元素，并将堆栈的大小减一。

3.方法区：

方法区又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量。方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。

4.堆栈区别：

1.堆栈空间分配

①栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

②堆（操作系统）：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。

2.堆栈缓存方式

①栈使用的是一级缓存，他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放。

②堆则是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

3.堆栈数据结构区别

①堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序。

②栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。

5.直接内存：

在Hotspot JVM上，我们能够直接对内存进行读写操作。该类的allocateMemory方法用于申请分配内存，putAddress和getAddress方法用于对直接内存进行读写。注意：这只是一个例子，只是用来验证通过sun.misc.Unsafe来实现直接读写内存的可能性。但是，这样做并没有安全保证，而且稍微有点疏忽将可能导致JVM崩溃。

Unsafe类的三个方法：allocateMemory，putAddress和getAddress如下：

/** 
          * Fetches a native pointer from a given memory address.  If the address is 
          * zero, or does not point into a block obtained from {@link 
          * #allocateMemory}, the results are undefined. 
          * 
          * <p> If the native pointer is less than  bits wide, it is extended as 
          * an unsigned number to a Java long.  The pointer may be indexed by any 
          * given byte offset, simply by adding that offset (as a simple integer) to 
          * the long representing the pointer.  The number of bytes actually read 
          * from the target address maybe determined by consulting {@link 
          * #addressSize}. 
          * 
          * @see #allocateMemory 
          */  
         public native long getAddress(long address);  
       
         /** 
          * Stores a native pointer into a given memory address.  If the address is 
          * zero, or does not point into a block obtained from {@link 
          * #allocateMemory}, the results are undefined. 
          * 
          * <p> The number of bytes actually written at the target address maybe 
          * determined by consulting {@link #addressSize}. 
          * 
          * @see #getAddress(long) 
          */  
         public native void putAddress(long address, long x);  
       
         /// wrappers for malloc, realloc, free:  
       
         /** 
          * Allocates a new block of native memory, of the given size in bytes.  The 
          * contents of the memory are uninitialized; they will generally be 
          * garbage.  The resulting native pointer will never be zero, and will be 
          * aligned for all value types.  Dispose of this memory by calling {@link 
          * #freeMemory}, or resize it with {@link #reallocateMemory}. 
          * 
          * @throws IllegalArgumentException if the size is negative or too large 
          *         for the native size_t type 
          * 
          * @throws OutOfMemoryError if the allocation is refused by the system 
          * 
          * @see #getByte(long) 
          * @see #putByte(long, byte) 
          */  
         public native long allocateMemory(long bytes);

1. long allocateMemory(long bytes)
申请分配内存
2. long getAddress(long address) 和void putAddress(long address, long x)

对直接内存进行读写。

因为Unsafe这个类的访问是受限的，只有rt.jar中的类才能使用Unsafe的功能，它的构造方法是私有的，所以，我们不能通过new来创建实例。但是，可以通过反射的方法来获取Unsafe实例。

下面就是一个直接访问内存的一个例子：

import java.lang.reflect.Field;  
  
import sun.misc.Unsafe;  
  
public class DirectMemoryAccess {  
  
    public static void main(String[] args) {  
  
        /* 
         * Unsafe的构造函数是私有的，不能通过new来获得实例。 
         *  
         *  通过反射来获取 
         */  
        Unsafe unsafe = null;  
        Field field = null;  
        try {  
            field = sun.misc.Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");  
            /* 
             * private static final Unsafe theUnsafe = new Unsafe(); 
             *  
             * 因为field的修饰符为 private static final, 
             * 需要将setAccessible设置成true，否则会报java.lang.IllegalAccessException 
             */  
            field.setAccessible(true);  
            unsafe = (Unsafe) field.get(null);  
        } catch (SecurityException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        } catch (NoSuchFieldException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        } catch (IllegalArgumentException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        } catch (IllegalAccessException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        }  
  
        long oneHundred = 100;  
        byte size = 1;  
  
        /* 
         * 调用allocateMemory分配内存 
         */  
        long memoryAddress = unsafe.allocateMemory(size);  
  
        /* 
         * 将100写入到内存中 
         */  
        unsafe.putAddress(memoryAddress, oneHundred);  
  
        /* 
         * 内存中读取数据  
         */  
        long readValue = unsafe.getAddress(memoryAddress);  
  
        System.out.println("Val : " + readValue);  
    }  
}

输出结果：
Val : 100

如果，想要查阅Unsafe的源代码，请参考下面的链接.

http://www.docjar.com/html/api/sun/misc/Unsafe.java.html

谢谢大家阅读！水平一般，能力有限！

浅谈JVM内存结构原理（堆栈方法区）