JVM系列（一）：深刻詳解JVM 內存區域總結！

前言

在JVM的管控下，Java程序員再也不須要管理內存的分配與釋放，這和在C和C++的世界是徹底不同的。因此，在JVM的幫助下，Java程序員不多會關注內存泄露和內存溢出的問題。可是，一旦JVM發生這些狀況的時候，若是你不清楚JVM內存的內存管理機制是很難定位與解決問題的。

1、JVM 內存區域

Java虛擬機在運行時，會把內存空間分爲若干個區域，根據《Java虛擬機規範（Java SE 7 版）》的規定，Java虛擬機所管理的內存區域分爲以下部分：方法區、堆內存、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器。

一、方法區

方法區主要用於存儲虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量，以及編譯器編譯後的代碼等數據。在jdk1.7及其以前，方法區是堆的一個「邏輯部分」（一片連續的堆空間），但爲了與堆作區分，方法區還有個名字叫「非堆」，也有人用「永久代」（HotSpot對方法區的實現方法）來表示方法區。

從jdk1.7已經開始準備「去永久代」的規劃，jdk1.7的HotSpot中，已經把本來放在方法區中的靜態變量、字符串常量池等移到堆內存中，（常量池除字符串常量池還有class常量池等），這裏只是把字符串常量池移到堆內存中；在jdk1.8中，方法區已經不存在，原方法區中存儲的類信息、編譯後的代碼數據等已經移動到了元空間（MetaSpace）中，元空間並無處於堆內存上，而是直接佔用的本地內存（NativeMemory）。根據網上的資料結合本身的理解對jdk1.3~1.六、jdk1.七、jdk1.8中方法區的變遷畫了張圖以下（若有不合理的地方但願讀者指出）：

去永久代的緣由有：

1. 字符串存在永久代中，容易出現性能問題和內存溢出。

2. 類及方法的信息等比較難肯定其大小，所以對於永久代的大小指定比較困難，過小容易出現永久代溢出，太大則容易致使老年代溢出。

3. 永久代會爲 GC 帶來沒必要要的複雜度，而且回收效率偏低。

二、堆內存

堆內存主要用於存放對象和數組，它是JVM管理的內存中最大的一塊區域，堆內存和方法區都被全部線程共享，在虛擬機啓動時建立。在垃圾收集的層面上來看，因爲如今收集器基本上都採用分代收集算法，所以堆還能夠分爲新生代（YoungGeneration）和老年代（OldGeneration），新生代還能夠分爲 Eden、From Survivor、To Survivor。

三、程序計數器

程序計數器是一塊很是小的內存空間，能夠看作是當前線程執行字節碼的行號指示器，每一個線程都有一個獨立的程序計數器，所以程序計數器是線程私有的一塊空間，此外，程序計數器是Java虛擬機規定的惟一不會發生內存溢出的區域。

四、虛擬機棧

虛擬機棧也是每一個線程私有的一塊內存空間，它描述的是方法的內存模型，直接看下圖所示：

虛擬機會爲每一個線程分配一個虛擬機棧，每一個虛擬機棧中都有若干個棧幀，每一個棧幀中存儲了局部變量表、操做數棧、動態連接、返回地址等。一個棧幀就對應 Java 代碼中的一個方法，當線程執行到一個方法時，就表明這個方法對應的棧幀已經進入虛擬機棧而且處於棧頂的位置，每個 Java 方法從被調用到執行結束，就對應了一個棧幀從入棧到出棧的過程。

五、本地方法棧

本地方法棧與虛擬機棧的區別是，虛擬機棧執行的是 Java 方法，本地方法棧執行的是本地方法（Native Method）,其餘基本上一致，在 HotSpot 中直接把本地方法棧和虛擬機棧合二爲一，這裏暫時不作過多敘述。

六、元空間

上面說到，jdk1.8 中，已經不存在永久代（方法區），替代它的一塊空間叫作 「 元空間 」，和永久代相似，都是 JVM 規範對方法區的實現，可是元空間並不在虛擬機中，而是使用本地內存，元空間的大小僅受本地內存限制，但能夠經過 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 來指定元空間的大小。

總結

JVM內存區域劃分，便於它可以更加高效的管理自身的內存。當程序中出現這種因爲JVM形成的內存溢出的狀況的時候，須要根據不一樣的狀況作不一樣的分析與處理。