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概览

java虚拟机(以下简称JVM)多种多样,其中都必须遵循《java虚拟机规范》的要求,本篇文章只讨论hotspot（SE7）.
JVM在运行程序时,会把内存划分为几个不同的区域,以方便线程的切换,GC,内存的高效利用等,java运行时数据区域示意图如下:

运行时数据区域示意图.png

其中方法区和堆为线程共享的区域

程序计数器

首先了解一下.class文件结构：
当我们使用javac命令将.java文件编译为.class文件之时,编译器将类的各项信息按照《java虚拟机规范》中的规范一次写入.class文件,其中包括ava版本信息，包名，类信息，字段信息，方法信息等。其中方法块内容将被编译成为可被JVM识别的一条条字节码指令。
JVM执行某一方法时，加载.class文件之后,JVM的字节码解释器读取文件中的操作指令(一条指令包含操作码与操作数），读取一条执行一条，在多线程任务不断切换中，如何才能记录下各个线程的切换前的某一方法执行的进度呢？程序计数器就是为此而生，用来记录正在执行的JVM的字节码的指令地址。由于它记录的是某一条线程的执行进度，故他也是线程独享的。

虚拟机栈

此部分即我们经常提起的java堆栈中的栈。他的生性周期与线程相同，虚拟机中存储是以栈帧为单位的，栈帧是虚拟机栈的的元素，在JVM执行一新的方法时，JVM会创建一个栈帧，该栈帧入栈，方法执行结束后，该栈帧出。
栈帧用来存储线程执行过程时方法中的局部变量表，操作数栈，方法出口等其他信息。
局部变量表即是我们经常讨论的部分，他存储了基础类型（int，double，boolean等），对象引用（不是对象本身，而是一个对象的内存地址）和returnAddress地址（前面提到的字节码指令的地址）。
如图所示：

线程，虚拟机栈，栈帧

本地方法栈

与虚拟机栈类似，区别在于它用来在虚拟机执行Native方法时使用

堆

java开发中经常提及的，JVM运行时数据区域中最大的一块，它的唯一作用就是存放实例化后的对象以及数组。同时也是GC的主要区域。虚拟机栈中存储了堆中对象的指针地址。
GC垃圾回收采用分代的思想来管理内存，在内存回收的角度来看，堆分为老年代和新生代。
新生代是指新创建的对象，老年代是指存活时间比较长，经过多轮GC任然存活的对象。

老年代，新生代

新生代是如何晋升为老年代呢？

参照上图：
Survivor分为两个区域，被称为S0和S1，两个区域总有一个是空闲的。

步骤如下：

• 新出生的对象优先存活在Eden区域（Eden不够时，发起一次Minor GC），java在每个对象创建时，为每个对象定义了一个年龄计数器，用于标记一个对象的存活时间。

• 第一次Minor GC新生代GC发生之后，如果该对象仍然存活，他的年龄+1，并将它从Eden移至Survivor中de S0区域（这时Eden和S1区域为空）。

*当再次发生 Minor GC时，此时回收的区域为Eden和S0区域，此时S0区域没有被回收的对象年龄+1。此时重点来了！S0对象有两个去处，如果达到最大年龄（默认15）的对象直接移动到老年代中，没有到达年龄的对象的对象全部移至S1区域,S0清空；而Eden和上一步骤同样，存活对象移至S1如下图：

image.png

此次GC完成之后,S0和Eden为空 如下图

image.png

此后，

再次发生GC之后，Eden和S1发生回收，将对象移至S0中，完成之后，Eden和S1为空；

再次发生GC之后，Eden和S0发生回收，将对象移至S1中，完成之后，Eden和S0为空；

依此循环，直至年龄达到一定程度（默认15），对象进入老年代。

年龄最大值默认为15， 可以通过参数 -XX MaxTenuringThreshold 设置

方法区

方法区
他存储的是已经被JVM加载的类信息，常量池，静态变量，JVM即使编译器等数据，同样也是线程共享区域。他经常被看成是堆的逻辑部分，为了方便这部分内存管理，JVM将垃圾回收范围扩展至方法区，在GC中被称为永久区(上图中的Permanent)，故而他经常被称为非堆，与java堆进行区分。
GC对此部分的回收主要集中在对常量池的回收以及类型的卸载。

常量池

常量池是方法区的一部分，用于存放由javac编译时生成的.class文件中的常量（例如：包名，类名，方法名，字段名，String字符串等,如下图）。

class文件中字节码常量类型

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