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摘要：作為一個程序員，不了解內(nèi)存模型就不能寫出能夠充分利用內(nèi)存的代碼。程序計數(shù)器是在電腦處理器中的一個寄存器，用來指示電腦下一步要運行的指令序列。在虛擬機中，本地方法棧和虛擬機棧是共用同一塊內(nèi)存的，不做具體區(qū)分。
作為一個 Java 程序員，不了解 Java 內(nèi)存模型就不能寫出能夠充分利用內(nèi)存的代碼。本文通過對 Java 內(nèi)存模型的介紹，讓讀者能夠了解 Java 的內(nèi)存的分配情況，適合 Java 初學者或者對 JMM 不熟悉的同學。后面的博客會針對每個部分做更加深入的解釋。
Java 內(nèi)存模型首先通過下圖對于 Java 內(nèi)存模型有一個整體的認識，然后針對不同的區(qū)域的作用和存儲的內(nèi)容做進一步的解釋。
PC（程序計數(shù)器）這里的 PC 不是 Personal Computer，而是 Program Counter Register，從名字就可以看出來，這是一個寄存器，用來存儲需要執(zhí)行的指令地址。
程序計數(shù)器（Program Counter (PC)）是在電腦處理器中的一個寄存器，用來指示電腦下一步要運行的指令序列。--WikiPedia
PC 和其他 JVM 內(nèi)存區(qū)域最大的區(qū)別是：
“此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java虛擬機規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。”
摘錄來自: 周志明. “深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐（第2版）”。 iBooks.
像上面的圖片一樣，PC 是每個線程私有的，對于 Java 方法而言，PC 中存儲的是正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼的內(nèi)存地址；對于 Native 方法來說，PC 中的值為空（Undefined）。
Java 虛擬機棧和本地方法棧 虛擬機棧無論是在大學的 Java 編程課堂上，還是我們在學習過程編碼過程，經(jīng)常會出現(xiàn) StackOverFlow，甚至目前最大的技術問答社區(qū)的名字也是 StackOverFlow。Java 語言中會產(chǎn)生棧溢出的就是這塊內(nèi)存區(qū)域，當你的程序中設置了超過 JVM 規(guī)定的遞歸深度的時候就會觸發(fā)這個異常。類似 JMM 的其他內(nèi)存區(qū)域，如果虛擬機棧在動態(tài)擴展的時候無法申請到足夠的內(nèi)存也會報OOM異常。
Java 語言中每一個方法的執(zhí)行都對應著一個棧幀（Stack Frame）的創(chuàng)建，棧幀中存儲的是局部變量、方法出口等信息，因此對于一個方法的執(zhí)行而言，所能夠使用到的內(nèi)存是在編譯期間就能夠完全確定的，在運行期間不會發(fā)生變化。在棧幀中，局部變量空間成為 Slot，除了 double 和 long 占有 2 個 slot 外，其他基本數(shù)據(jù)類型和對象引用都占用 1 個 slot 空間
本地方法棧本地方法棧和虛擬機棧最大的區(qū)別就是虛擬機棧是為執(zhí)行 Java 字節(jié)碼服務的，而本地方法棧是為了虛擬機使用到的 Native 方法服務的。除此之外，Java 虛擬機規(guī)范并沒有針對本地方法棧的實現(xiàn)做具體規(guī)定。在 HotSpot 虛擬機中，本地方法棧和虛擬機棧是共用同一塊內(nèi)存的，不做具體區(qū)分。同樣，本地方法棧也會產(chǎn)生 OOM 異常和 StackOverFlow 異常。
Java 堆“The heap is the runtime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated。” --Java虛擬機規(guī)范
Java 虛擬機規(guī)范規(guī)定所有的實例對象和數(shù)組都應該分配到 Java 堆中。
說的通俗一點就是所有 new 出來的對象和數(shù)組都會放到該區(qū)域，由于現(xiàn)在的收集器都采用分代收集算法，所以在 Java 堆中又分了新生代和老年代，新生代有做了詳細的區(qū)分。該區(qū)域的大小可以通過 JVM 參數(shù) -Xmx 和 -Xms 來設置。
在 JDK1.4 中引入了 NIO，可以通過 Native 方法直接在堆外分配內(nèi)存，然后通過在堆中存儲的引用來對這塊內(nèi)存區(qū)域做操作。注意 這塊區(qū)域并不會在 -Xmx和 -Xms 設置的大小之內(nèi)，因此在設置 JVM 參數(shù)的時候要注意考慮這塊內(nèi)存區(qū)域，避免設置的內(nèi)存區(qū)域總額大于物理內(nèi)存
方法區(qū)Method Area 又叫 NonHeap，也是線程共有的內(nèi)存區(qū)域，用來存：
類信息
常量
靜態(tài)變量
字符串常量池
在 JDK1.7 中已經(jīng)將字符串常量池移出永久代，在 Java8 中更是之內(nèi)取消了永久代，而是使用了元空間（MetaSpace）來存儲這些信息，從而永久代的大小不需要再制定，只要不超出物理內(nèi)存的限制就不會產(chǎn)生 OOM 異常
運行時常量池運行時常量池主要用來存儲累的版本、字段、方法、接口等描述信息。常量池（Constant Pool Table）用來存儲各種字面量和符號引用。String 的 intern() 方法就是在運行期間將對象放到常量池中的。此部分也會出現(xiàn) OOM 異常。
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