JVM-内存模型
前言
近几个月学习了儒猿技术窝的专栏《从 0 开始带你成为JVM实战高手》后，基于课程讲解的知识，做了提炼、归纳、扩展，整理出当前文章。
感谢专栏传授的知识！专栏中从零开始，一步一图的方式，加上大量真实线上案例讲解，让我收获很多。
一、内存区域整体介绍
1 JDK1.7至JDK1.8的内存区域演变
image.png
主要改变
元数据空间取代了方法区，方法区是在虚拟机中，而元数据空间在本地内存中。
2 JDK1.8内存区域的详细划分
image.png
3.代码执行时的完整的流程
示例代码
image.png
执行流程
image.png
二、内存区域划分
1 方法区
JDK1.8以前叫方法区，1.8以后叫"Metaspace"元数据空间.
(1)是否线程共享
线程共享。
(2)功能
存放已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等数据。
(3)JDK1.8的改动
JDK1.8后，元空间替换了永久代，
主要改动
-
元空间使用的是本地内存，即不在JVM内存区域中。
-
字符串常量由永久代转移到堆中
-
和永久代相关的JVM参数已移除
可参考：
Metaspace 之一：Metaspace整体介绍（永久代被替换原因、元空间特点、元空间内存查看分析方法）【非常好的文章】
2 程序计数器
(1)线程是否共享
线程独享
(2)功能
JAVA代码会被翻译成字节码，对应各种字节码指令。
如果线程正在执行一个JAVA方法，计数器记录当前线程执行到了哪一条字节码指令；
如果是正在执行的是Native方法，计数器的值为Undefined。
此内存区域是唯一一个在JAVA虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
3 JAVA虚拟机栈
3.1 整体介绍
(1) 是否线程共享
线程独享
(2) 功能
每当线程启动的时候，就会分配一个Java虚拟机栈。
(3) JAVA虚拟机栈作用
执行方法时，会给方法创建栈帧然后入栈，在栈帧里存放这个方法对应的局部变量之类的数据。
方法执行完后，方法对应的栈帧从虚拟机栈中出栈。（后面再深入学习入栈、出栈）
(4) 可能发生的错误
StackOverflowError: 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，JDK1.8默认栈最大大小是1M。
OutOfMemoryError: 如果虚拟机栈可以动态扩展，而扩展时无法申请到足够的内存。（后面再深入学这两个Error）
3.1 栈帧
(1) 功能
线程执行了一个方法，会对这个方法调用创建对应的一个栈帧。
栈帧里包含这个方法的局部变量表、操作树栈、动态链接、方法出口。
局部变量表：存放了编译期可知的各种基本类型(int、float等)、对象引用(指向堆内存的地址)、returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。
示例代码中main线程执行时的虚拟机栈内存情况：
image.png
4 JAVA堆内存
(1) 是否线程共享
线程共享。
(2) 功能
主要存放对象实例和数组。
可以物理上不连续，但逻辑上要连续。
局部变量表的局部变量指向堆内存的对象：
image.png
(3) 创建的对象在堆内存中占用多少内存？
一个对象对堆内存空间的占用，大致分为两块：
(1)对象自己本身的一些信息
比如对象头，在64位的Linux操作系统上，会占用16个字节。
(2)对象的实例变量作为数据占用的空间
各个实例变量占用的内存，例如int类型占用4个字节，long类型占用8个字节。还有数组、Map之类的会占用更多内存。
5 本地方法栈
5.1 整体介绍
(1) 是否线程共享
线程独享
(2) 功能
本地方法栈是为虚拟机使用到的Native方法服务。Java虚拟机栈是为执行Java方法(也就是字节码)服务。
(3) 可能发生的错误
和虚拟机栈一样，也会有StackOverflowError和OutOfMemoryError错误。
6 直接内存
(1) 是否线程共享
线程共享
(2) 功能
为虚拟机运行时数据区的部分。
在JDK1.4中新加入NIO(New Input/Output)类，引入了一种基于通道(Channel)和缓存(Buffer)的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
Netty框架就是使用了直接内存。
(3) 作用
可以避免在Java堆和Native堆中来回的耗时操作。
(4) 可能发生的错误
OutOfMemoryError: 会受到本机内存限制，如果内存区域总和大于物理内存限制从而导致动态扩展时出现该异常。
参考：
Java虚拟机（JVM）你只要看这一篇就够了！ https://blog.csdn.net/qq_41701956/article/details/81664921
