JVM笔记之JVM结构

JVM运行时数据区

运行时数据区（分布在操作系统堆中，由程序员管理）

虽然这几个区域都是属于运行时数据区，但是这几个区域的创建时机是不一致的，有的是随虚拟机启动而创建的，随虚拟机销毁而销毁；有的是随线程创建而创建，随线程销毁而销毁。

程序计数器是来指示当前线程正在执行的JVM指令，因此程序计数器是线程独有的。一个JVM支持多个线程，每一个线程都要自己的程序计数器。
如果线程正在执行的方法是Java方法，则程序计数器保存的是当前线程正在执行的JVM指令，如果正在执行的方法是Native方法，则保存为空（undefined)。

每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用。每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的。数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会自动消失。
栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

本地方法区存储着native方法的调用状态，一般会随着线程创建而针对每一个线程分配。

方法区是可供各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量等。当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域。

由于早期的 Hotspot JVM 实现，很多人习惯于将方法区称为永久代（Permanent Generation）。

运行时常量池 ：方法区的一部分（Java jdk1.7中的常量池是移到了堆中，同时在jdk1.8中移除整个永久代，取而代之的是一个叫元空间（Metaspace）的区域），存放着类中固定的常量信息、方法、和field的引用信息。JVM在加载类的时候会为每一个Class分配一个独立的常量池。

JVM只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，存储着所有类实例即类对象和数组对象。对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定

理所当然，堆也是垃圾收集器重点照顾的区域，所以堆内空间还会被不同的垃圾收集器进行进一步的细分，最有名的就是新生代、老年代的划分。

JVM 本身是个本地程序，还需要其他的内存去完成各种基本任务，比如，JIT Compiler 在运行时对热点方法进行编译，就会将编译后的方法储存在 Code Cache 里面；GC 等功能需要运行在本地线程之中，类似部分都需要占用内存空间。

JDK 已经发生了很大变化，Intern 字符串的缓存和静态变量曾经都被分配在永久代上，而永久代已经被元数据区取代。但是，Intern 字符串缓存和静态变量并不是被转移到元数据区，而是直接在堆上分配，所以这一点同样符合前面一点的结论：对象实例都是分配在堆上。

新生代

新生代是大部分对象创建和销毁的区域，在通常的 Java 应用中，绝大部分对象生命周期都是很短暂的。其内部又分为 Eden 区域，作为对象初始分配的区域；两个 Survivor，有时候也叫from、to 区域，被用来放置从 Minor GC 中保留下来的对象。

JVM 会随意选取一个 Survivor 区域作为“to”，然后会在 GC 过程中进行区域间拷贝，也就是将 Eden 中存活下来的对象和 from 区域的对象，拷贝到这个“to”区域。这种设计主要是为了防止内存的碎片化，并进一步清理无用对象。
老年代

放置长生命周期的对象，通常都是从 Survivor 区域拷贝过来的对象。当然，也有特殊情况，我们知道普通的对象会被分配在 TLAB 上；如果对象较大，JVM 会试图直接分配在 Eden 其他位置上；如果对象太大，完全无法在新生代找到足够长的连续空闲空间，JVM 就会直接分配到老年代。
永久代

这部分就是早期 Hotspot JVM 的方法区实现方式了，储存 Java 类元数据、常量池、Intern 字符串缓存，在 JDK 8 之后就不存在永久代这块儿了。