jvm - 內存空間

前面提到了類加載到內存中，jvm會把內存劃分紅不一樣的數據區域，那加載的類是分配到哪裏呢？下圖是內存的各個區域，包括：方法區、堆、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器。

方法區

方法區用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據。
類的加載中提到了類加載的五個階段。在加載階段，會將字節流所表明的靜態存儲結構轉化爲方法區的運行時數據結構，在準備階段，會將變量所使用的內存都將在方法區中進行分配。

程序計數器

來一個簡單的代碼，計算(1+2)*3並返回

public int cal() {
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 3;
    return (a + b) * c;
}

這段代碼在加載到虛擬機的時候，就變成了如下的字節碼，虛擬機執行的時候，就會一行行執行。

java是多線程的，在線程切換回來後，它須要知道原先的執行位置在哪裏。用來記錄這個執行位置的，就是程序計數器，爲了保證線程間的計數器相互不影響，這個內存區域是線程私有的。

虛擬機棧

虛擬機棧也是線程私有的，生命週期與線程相同。每一個線程都有本身的虛擬機棧，若是這個線程執行了一個方法，就會建立一個棧幀，方法從調用直至執行完成的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機棧中入棧到出棧的過程。
好比下面的例子，fun1調用fun2，fun2調用fun3，fun3建立Hello對象。

public void fun1() {
    fun2();
}

public void fun2() {
    fun3();
}

public void fun3() {
    Hello hello = new Hello();
}

調用的時候，流程圖以下：

執行完成的時候，流程圖以下：

每個棧幀都包括了局部變量表、操做數棧、動態鏈接、方法返回地址和一些額外的附加信息。局部變量主要是存放方法參數以及方法內部定義的局部變量，操做數棧是一個後入先出棧，當方法剛剛開始執行的時候，這個方法的操做數棧是空的，在方法的執行過程當中，會有各類字節碼指令往操做數棧中寫入和提取內容，也就是出棧/入棧操做。
咱們經過上面(1+2)*3的例子，把方法區、程序計數器、虛擬機棧的協同工做理一下。首先經過javap查看它的字節碼，通過類加載器加載後，此時這個字節碼存在方法區中。stack表示棧深度是2，locals是本地變量的slot個數，args_size是入參的個數，默認是this。棧的深度、本地變量個數，入參個數，都是在編譯器決定的。

以下圖，指令的位置是方法區，局部變量和操做數棧的位置是虛擬機棧，程序計數器就在程序計數器（這個下面的圖就不在重複）。
當執行偏地址爲0的指令的時候，程序計數器爲0，局部變量第一個值是this，當前的指令就是方法區0:iconst_1,指令iconst_1就是把int常量值1進棧，這個1就到了虛擬機棧的操做數棧中，

當執行偏地址爲1的指令的時候，程序計數器爲1，把操做數棧的值賦值到局部變量，此時操做數棧清空了，局部變量多了一個1，這條指令執行完，就是對應上面int a=1的語句。

另外b，c兩個語句的賦值，對應着2，3，4，5指令，這邊再也不重複。執行完5後，以下圖所示：

執行6的時候，是執行iload_1，就是把第二個int型局部變量壓入棧頂，這裏的變量是1。

執行7的時候，是執行iload_2，就是把第三個int型局部變量壓入棧頂，這裏的變量是2。

執行8的時候，是iadd語句，指的是棧頂的兩個int型元素出棧，獲得結果後再壓入棧頂。

執行9的時候，把棧頂的元素3，賦值到第五個局部變量。

執行到11的時候，把第五個局部變量值壓入棧頂，執行到13的時候，把第四個局部變量值壓入棧頂，執行14的時候，棧頂的兩個int型元素出棧，相乘後的結果入棧，執行15的時候，從當前方法返回當前棧頂int型元素。這些與上面的相加差很少，就不在累述了。

堆

堆內存區域的惟一目的就是存放對象實例，幾乎全部的對象實例都在這裏分配內存。好比上面的fun1調用fun2，fun2調用fun3，fun3建立Hello對象。fun3方法中建立對象時，就是在堆中建立的，而且把地址賦值給fun3的局部變量。Java堆中還能夠細分爲：新生代和老年代；新生代還細分爲Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間。

總結

總體流程以下，先把java文件編譯成class文件，經過類加載器加載到方法區。線程調用方法的時候，會建立一個棧幀，讀取方法區的字節碼執行指令，執行指令的時候，會把執行的位置記錄在程序計數器中，若是建立對象，會在堆內存中建立，方法執行完，這個棧幀就會出棧。

內存參數

• -XX:PermSize：永久代內存容量。
• -XX:MaxPermSize：永久代最大內存容量。
• -Xss：棧內存容量。
• -Xms：堆內存容量。
• -Xmx：堆最大內存容量，一般和-Xms設置同樣，防止運行時擴容產生的影響。
• -Xmn：新生代內存容量，老年代就是堆內存容量-新生代內存容量
• -XX:SurvivorRatio=8：新生代還細分爲Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間，設置爲8表明Eden空間：From Survivor空間：To Survivor空間=8：1：1，好比新生代有10M，那Eden空間佔8M，From Survivor空間、To Survivor空間各佔1M。