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一. JVM内存结构

（一）Java栈（Java Stack）

（二）本地方法栈（Native Method Stacks）

（三）程序计数器（The PC Register）

（四）Java堆（Java Heap）

1、新生代（Young Generation）

2、老年代（Old Generation）

（五）方法区（Method Area）

元空间（Meta Space）

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一. JVM内存结构

JVM的内存结构说的就是运行时数据区，该区域又分成五个内存结构：

线程私有：Java栈、本地方法栈、程序计数器线程共享：堆、方法区

下面开始对每个结构进行讲解。

（一）Java栈（Java Stack）

该区域是JVM内存结构中最重要的区域，它是Java线程执行方法的内存模型，每个线程都会拥有自己独立的栈区，不与其他线程共享；线程中的每个方法在执行时都会创建一个属于该方法的栈帧（Frames），用于存储局部变量表（Local Variables）、操作数栈（Operand Stacks）、动态链接（Dynamic Linking）、方法出口信息等；对于八种基本数据类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean）的局部变量，在栈中存储的是它们对应的值；对于定义定义在方法体中的引用类型的变量存储的是对象引用，不是对象本身，对象引用是对象在堆中的地址；Java栈不需要进行垃圾回收，因为它的生命周期是跟线程一致的，只要线程执行完，就会被释放掉。

JVM为该区域定义了下面两种异常类型：

线程请求的栈深度大于虚拟机栈所允许的深度，将抛出StackOverFlowError异常若虚拟机栈可动态扩展，当无法申请到足够内存空间时将抛出OutOfMemoryError通过jvm参数–Xss指定栈空间，空间大小决定函数调用的深度

 

（二）本地方法栈（Native Method Stacks）

本地方法栈也是一个栈结构，并且是线程私有，作用是登记本地方法，即native方法，JVM执行引擎会在执行时加载本地方法库。

 

（三）程序计数器（The PC Register）

程序计数器是一个线程私有的指针，它指向了方法区中的方法字节码，记录线程即将要执行的程序指令位置，交由执行引擎读取下一条指令然后执行。

 

（四）Java堆（Java Heap）

Java堆是线程共享的内存区域。它会在虚拟机在启动时创建。Java堆唯一目的就是存放对象实例，所有的对象实例、实例变量（不包括static修饰的成员变量）及数组都要在Java堆中分配内存空间，当空间耗尽无法继续分配内存时会抛出OutOfMemoryError异。该区域也是垃圾收集器管理的主要区域；可以通过设置-Xmx、–Xms参数指定最大堆、最小堆的值。

堆结构详解

堆大小=新生代+老年代。

1、新生代（Young Generation）

默认占堆大小的1/3，是类诞生、成长、消亡的区域，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾收集器收集消亡。

新生代分成两个部分：

伊甸区（Eden Space）

所有的类都是在伊甸区被new操作创建。

幸存者区（Survivor Space）

幸存者区也分成了两个区域，0区（Survivor 0 space）和1区（Survivor 1 space）。当伊甸区空间耗完而程序又需要创建对象时，JVM 的垃圾收集器将对伊甸区进行垃圾回收（Minor GC），对其中所有已经失去引用的对象实例进行销毁，然后将剩余的对象移动到幸存者0区，如果之后幸存者0区也满了，再对0区进行垃圾回收，然后将剩余对象移动到1区。

Survivor中的From与To区

刚才已经说明了Survivor区分为0区和1区，除此之外还有另一个概念，From Space与To Space。这两个区是相对的，在JVM没有触发Minor GC前，0区对应From，1区对应To，但是每触发一次Minor GC后，from区就会和to区互换。在发生Minor GC时，Eden区和Survivor-from区会把一些仍然存活的对象复制进Survivor-to区，然后清理空间，并且将此时在Survivor空间中存活的对象的年龄设置为1，以后Survivor区的这些对象每熬过一次GC年龄就加1，当对象年龄达到某个值时（默认是15），它们就会移到老年代中。

2、老年代（Old Generation）

该区域占堆大小的2/3，JVM会将新生代中经过多次GC后还存活的对象移动到老年代区，如果老年区满了，将通过Major GC（Full GC）对老年代和新生代中不再被使用的对象资源进行回收；如果在老年代区进行Full GC后发现依然无法申请内存空间来创建对象，这时就会产生OOM异常（OutOfMemoryError）。

需要注意的是，GC在运行的过程中都会发生STW（Stop The World）现象，暂停JVM中运行的所有业务线程，集中系统资源更高效地进行垃圾回收工作；但是不是所有GC收集器都是会暂停业务线程进行GC工作，CMS收集器和G1收集器是可以做到GC线程和业务线程并发执行的，这块知识点以后会在另开一篇垃圾回收机制的文章中介绍。

 

（五）方法区（Method Area）

方法区跟Java对一样是各个线程共享的内存区域，它存储已被Java虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、静态方法和普通方法字节码信息、以及一些即时编译器编译后的代码等；当我们通过new关键字创建一个类的实例对象时需要的类定义信息就是从这里获取，方法区还有另一个别名叫做非堆（Non Heap）。

1、元空间（Meta Space）

从jdk1.8开始元空间取代了之前的java堆的永久代（Permanent Generation），本质上元空间和永久代是类似的，都是对JVM规范中方法区的实现。

两者的区别在于元空间的内存大小并不是JVM分配，而是直接使用本地物理内存；而永久代是在JVM中，永久代在逻辑结构上是属于堆，但是物理结构上不属于堆；元空间也有可能发生OutOfMemory异常。

Jdk1.6及之前： 有永久代，常量池在方法区Jdk1.7：            有永久代，但已经逐步“去永久代”，常量池在堆Jdk1.8及之后： 无永久代，常量池在元空间

元空间的动态扩展，默认–XX:MetaspaceSize值为21MB的高水位线。一旦触及这个大小限制，则Full GC将被触发并卸载没有用的类（类对应的类加载器不再存活），然后高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放的元空间。如果释放的空间少，这个高水位线则上升。如果释放空间过多，则高水位线下降。

 

参考资料：

官方文档https://www.zybuluo.com/Yano/note/321063https://blog.csdn.net/u013241673/article/details/78574770