JAVA虚拟机（二） ----内存区域划分

前一段时间，在网上划水，偶然看见一篇关于虚拟机内存区域划分的博文，个人感觉写的还不错，可惜这篇文章的作者已经褪去了程序员的衣衫转职卖水果了…
这真是令人有些遗憾！ https://www.cnblogs.com/whgk/p/6138522.html

下面，用自己理解的方式结合他的博文，学习一下java虚拟机的内存分布

1、运行时数据区域：
Java虚拟机在执行Java程序时会将其管理的内存按照用于划分为若干个不同的数据区域，这些区域有着各自不同的生命周期。根据《JAVA虚拟机规范》，Java虚拟机管理的内存会包含以下几个区域。其中可以分为共享内存区以及线程隔离数据区两个部分，下图是具体内存分布情况。
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1.1、程序计数器：
程序计数器是一块很小的内存区域，可以看做当前线程执行字节码的行号指示器，每一个线程，线程私有，是Java虚拟机规范中唯一没有规定任何OutOfMemoryError情况区域，随着JVM启动而生，关闭而死。

举个例子：
多个线程的执行，其中某个线程执行到了一半，停了下来让出cpu资源让其他线程执行，等待其他线程执行完毕，获得CPU资源又可以在原先执行到的地方开始执行，之所以能在停下来的地方重新开始执行，就是程序计数器的作用。

1.2、本地方法栈：
本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言，使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机（譬如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

很多的算法或者一个功能的实现，都被java封装到了本地方法中，程序直接通过调用本地的方法就行了，本地方法栈就是用来存放这种方法的，实现该功能的代码可能是C也可能是C++,不一定就是java实现的。只需了解一下就行了，下面是学习的重点。

1.3 虚拟机栈：

虚拟机栈同程序计数器一样，线程私有，生命周期和线程相同。
虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用来存放存储局部变量表、操作数表、动态连接、方法出口等信息，每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。虚拟机栈中还有很多概念，这次就不讲了，有时间再写一个单章出来研究一下

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举个例子：
比如我们看springboot的启动类：

public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(Application.class, args);              
	}

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springboot在启动类中运行了main方法创建一个栈帧，然后会调用run方法有创建栈帧，当然run方法里面还会其他的方法调用又会继续创建栈帧，一个方法执行完毕了，会根据返回地址返回，然后此方法创建的栈帧会有一个出栈的动作，当main方法出栈了，程序也就结束了。

1.4、堆：
堆空间的分布情况，我的上一篇博文有一点介绍，有兴趣的可以看一下，这儿就不多介绍了。

1.5、方法区：

和堆一样，是各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、和编译器编译后的代码(也就是存储字节码文件。.class)等数据，这里可以看到常量也会在方法区中，是因为方法区中有一个运行时常量池，为什么叫运行时常量池，因为在编译后期生成的是各种字面量(字面量的意思就是值，比如int i=3，这个3就是字面量的意思)和符号引用，这些是存放在一个叫做常量池(这个常量池是在字节码文件中)的地方，当类加载进入方法区时，就会把该常量池中的内容放入运行时常量池中。这里要注意，运行时常量池和常量池，不要搞混淆了，字节码文件中也有常量池。现在只需要知道方法区中有一个运行时常量池，就是用来存放常量的。还有一点，运行时常量池不一定就一定要从字节码常量池中拿取常量，可能在程序运行期间将新的常量放入池中，比如String.intern()方法，这个方法的作用就是：先从方法区的运行时常量池中查找看是否有该值，如果有，则返回该值的引用，如果没有，那么就会将该值加入运行时常量池中。

2、分析：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.color = "red";
        car.num = 10;
        car.run();

        Car car2 = new Car();
        car2.color = "blue";
        car2.num = 5;
        car2.run();

    }

     static class Car{
         String color;
         int num;

        public void run(){
            System.out.println("----car ");
        }
    }
}

运行… …

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jvm运行编译后的class文件：
1、首先将Test.class 文件加入方法区，若字节码文件常量池中有常量，则加入运行时常量池
2、运行到main方法，则在虚拟机栈中创建一个栈帧，存放着局部变量等等
3、运行到Car car = new Car(); 检查方法区是否含有Car.class 若没有则加入方法区，new Car() 则会在堆空间中开辟一个空间存放，地址是0x001,含有两个属性color和num 初始值为 null和0；
4、通过car 这个引用为堆空间中的属性设值：color = “red”,num=10;
5、运行到car.run()方法，先在虚拟机栈中创建一个run()方法的栈帧，然后运行打印语句，出栈
6、运行到Car car2 = new Car(); 方法区已有Car.class ，直接在堆空间中开辟一块区域存放 new Car(); 地址为0x002 含有color和num属性，初始值也是null和0；
7、通过car2引用设值 color = “blue” num = 5;
8、运行run() 方法，则现在虚拟机栈中创建一个栈帧，打印语句，出栈
9、程序执行完毕，main方法的栈帧处于虚拟机栈最顶层，出栈，程序结束

以上的流程只是参照别人的理解画的，好记性不如烂笔头，自己动手实践一遍，还是能感受到很大差别的!!!

JAVA虚拟机（二） ----内存区域划分

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