菜鸡啄jvm01-jvm运行时数据区域
文前角色简介
💡yb：一个练习两年半的java程序员，菜鸡一枚，但为人谦虚低调，喜欢脚踏实地钻研技术。 💡c莫：yb的师兄，自喻上知五百年，下知五百年，中间还知五百年，天文地理无所不知，无所不晓的国企摸鱼程序员，抬杠学的忠实爱好者，酒桌装x小能手。
前文
故事开始于一顿酒局，这天yb的师兄c莫，项目上线成功，大喜，宴请四方。yb单刀赴宴。酒过三巡，c莫见时机成熟，正是装x的好时机，于是提起酒杯，润润嗓子。大家都在哈，我简单说两句，这次上线如此成功得亏我是个优秀的java程序员，你们知道java程序员最应该学的是什么？ yb虽知师兄现在又要开始装x了，但碍于酒桌微妙的气氛。只好强硬着头皮配合c莫道：jvm。 c莫：没错就是jvm，yb呀，你小子悟性挺高的嘛，不错不错，好好锻炼几年，以后前程似锦，未来可期。那你能够说所你对jvm的了解吗？ yb心想，我好心给你台阶下，你却点我，还给我画饼，看我如何让你这个x装不下去。于是强装无知说：那我就简单说说我对jvm的粗略了解，说得不好大家别笑话我呀。
1 什么是jvm
yb: JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，它是一种在计算机上运行Java字节码的虚拟机。Java字节码是由Java编译器从Java源代码生成的中间代码，它不直接在物理计算机上执行，而是在JVM上执行。
c莫心想，好小子和我杠上了，存心不让我装这个x呢。看来我要上点难度了。于是说道：你说得都太浅了，你得深入，学技术要看低层，要看源码............。
yb皱了皱眉头，一脸无故的问c莫：师兄呀，你到底想考我啥？
c莫润了润嗓子，挑了挑眉，故作高深的说：就比如jvm这个东西的模型结构你懂吗？jvm运行时的数据局域你懂吗？
yb一看不对劲，他要开始装x了，不能让他成功。于是急忙说道：师兄略懂略懂。
c莫内心.........好小子存心不让我装x呢，说道：那你来说说看呢。
2 jvm运行时数据区域（jvm结构）
yb: 做所周知，Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。
（jvm运行时数据区域）
如图所示jvm运行时数据区域分为方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器这几个部分。其中方法区和堆是所有线程共享的数据区。这里面存的数据往往是线程不安全的，需要考虑线程同步的问题。而栈里面存的数据都是线程安全的，一般不考虑线程同步的问题。每个线程都会有自己的程序计数器所以程序计数器也是线程安全的。
c莫暗道这小子，平时有积累呀，踢到铁板了。不行不行我得继续装下去：你能详细的说说这些区域的作用吗？
yb挠挠头，心想这是要考我考到底呀，看来师兄今天不看到我出丑是不罢休了呀：当然没有问题，你听我说。
2.1 程序计数器
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。每条线程都有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。
2.2 虚拟机栈
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame，栈内的一个存储单位)用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、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。
2.3 本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的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，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。不同的jvm对这块的定义，有所不同。甚至有的jvm直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一（如Sun HotSpot虚拟机）。
2.4 堆
对于jvm来说堆可能是jvm管理的内存中最大的一块。堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么“绝对”了。
同是堆也是java的垃圾收集管理（gc）的主要区域。从内存回收角度来说的话，堆还可以细分为新生代、老年代，再细一点还可以分为Eden空间、From Survivor空间、ToSurvivor空间等。
根据jvm规范的规定，堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx和-Xms控制）。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
2.5 方法区
方法区（Method Area）与堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储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。虽然jvm规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的应该是与Java堆区分开来。
jvm规范对这块区域的限制非常宽松，除了和堆一样不需要连续的内存和可选择固定大小、可扩展之外，还可以不实现垃圾收集方法。换句话说，就是方法区的gc行为回比较少，一般只针对常量池的回收和对类型的卸载。并且方法区的垃圾回收效果也非常难令人满意。也有人称方法区为永久代。
运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
需要注意运行时常量池与Class常量池是有区别的，jvm对Class文件每一部分（自然也包括常量池）的格式都有严格规定，每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求才会被虚拟机认可、装载和执行。但对运行时常量池却没有细节要求，一般来说，除了保存Class文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。
运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法。
3 结尾
说了半天的yb,喝口水，清了清嗓子，觉得今天晚上自己实在是说得够多了。师兄这个x是怎么都装不上了。于是说对c莫说道：师兄，你看我都说了这么多了。够了吧，再说下去，我嗓子都要冒烟了。 c莫：够了，够了。没看出来呀，你小子平时一声不坑的，学得还挺多的呀。 yb谦虚的笑了笑，正想着，刚好最近学习上有几个问题，可以请教下师兄，于是就开口问道：师兄刚好，我最近看jvm的时候，有几个问题，不太明白，能够请教下你吗？ c莫一听，心想机会来了，连忙说道：问问问，还有我c莫不知道的事？你大胆说出来。 yb:java是一门面向对象的语言，师兄能结合jvm和我说说对象吗？ c莫闻言，眉头一皱，cpu不断转动道：哎呀，憋不住了，我先回家上急着上个厕所，下次吧，下次来我家，我给你做我练习了两年半的炒河粉（是不加鸡精的那种哟）。顺带给你讲解这个问题。 yb内心..........
yb:那好吧，那下次师兄有空叫我呀。