在Java虛擬機(jī)中，JVM 內(nèi)存區(qū)域主要分為線程私有、線程共享、直接內(nèi)存三個(gè)區(qū)域，具體詳情如下：

　　線程私有(Theard Local Region): 數(shù)據(jù)區(qū)域生命周期與線程相同, 依賴用戶線程的啟動(dòng)/結(jié)束 而 創(chuàng)建/銷毀(在Hotspot VM內(nèi), 每個(gè)線程都與操作系統(tǒng)的本地線程直接映射, 因此這部分內(nèi)存區(qū)域的存/否跟隨本地線程的生/死對應(yīng))。

　　線程共享(Theard Shared Region): 隨虛擬機(jī)的啟動(dòng)/關(guān)閉而創(chuàng)建/銷毀

　　直接內(nèi)存(Direct Memory) : 非Java 虛擬機(jī)中JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分, 但也會(huì)被頻繁的使用: 在JDK 1.4引入的NIO提供了基于Channel與Buffer的IO方式, 它可以使用Native函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存, 然后使用DirectByteBuffer對象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作(詳見: Java I/O 擴(kuò)展), 這樣就避免了在Java堆和Native堆中來回復(fù)制數(shù)據(jù), 因此在一些場景中可以顯著提高性能。

　　由此可見，在Java 虛擬機(jī)JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)中,【程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法區(qū)】屬于線程私有區(qū)域,【 JAVA 堆、方法區(qū)】屬于線程共享區(qū)域，都需要JVM GC管理的，而直接內(nèi)存不受JVM GC管理的。

　　首先，對于線程私有區(qū)域中的【程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法區(qū)】,主要詳情如下：

　　程序計(jì)數(shù)器：一塊較小的內(nèi)存空間, 是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器，每條線程都要有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，這類內(nèi)存也稱為“線程私有”的內(nèi)存。正在執(zhí)行java方法的話，計(jì)數(shù)器記錄的是虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址(當(dāng)前指令的地址)。如果還是Native方法，則為空。這個(gè)內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在虛擬機(jī)中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。

　　虛擬機(jī)棧：是描述java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀(Stack Frame)用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。每一個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過程。棧幀( Frame)是用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和部分過程結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也被用來處理動(dòng)態(tài)鏈接 (Dynamic Linking)、 方法返回值和異常分派( Dispatch Exception)。棧幀隨著方法調(diào)用而創(chuàng)建，隨著方法結(jié)束而銷毀——無論方法是正常完成還是異常完成(拋出了在方法內(nèi)未被捕獲的異常)都算作方法結(jié)束。

　　本地方法區(qū)：本地方法區(qū)和Java Stack作用類似, 區(qū)別是虛擬機(jī)棧為執(zhí)行Java方法服務(wù), 而本地方法棧則為Native方法服務(wù), 如果一個(gè)VM實(shí)現(xiàn)使用C-linkage模型來支持Native調(diào)用, 那么該棧將會(huì)是一個(gè)C棧，但HotSpot VM直接就把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一。

　　其次，對于線程共享區(qū)域中的【 JAVA 堆、方法區(qū)】,主要詳情如下：

　　Java 堆(Java Heap): 是Java 虛擬機(jī)JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)中，被線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，創(chuàng)建的對象和數(shù)組都保存在Java堆內(nèi)存中，也是垃圾收集器進(jìn)行垃圾收集的最重要的內(nèi)存區(qū)域。由于現(xiàn)代VM采用分代收集算法, 因此Java堆從GC的角度還可以細(xì)分為: 新生代(Eden區(qū)、From Survivor區(qū)和To Survivor區(qū))和老年代。

　　方法區(qū)(Method Area)/永久代(Permanent Generation)：我們常說的永久代, 用于存儲(chǔ)被JVM加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù). HotSpot VM把GC分代收集擴(kuò)展至方法區(qū), 即使用Java堆的永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū), 這樣HotSpot的垃圾收集器就可以像管理Java堆一樣管理這部分內(nèi)存, 而不必為方法區(qū)開發(fā)專門的內(nèi)存管理器(永久帶的內(nèi)存回收的主要目標(biāo)是針對常量池的回收和類型的卸載, 因此收益一般很小)。運(yùn)行時(shí)常量池(Runtime Constant Pool)是方法區(qū)的一部分。Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，還有一項(xiàng)信息是常量池(Constant Pool Table)，用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類加載后存放到方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中。 Java虛擬機(jī)對Class文件的每一部分(自然也包括常量池)的格式都有嚴(yán)格的規(guī)定，每一個(gè)字節(jié)用于存儲(chǔ)哪種數(shù)據(jù)都必須符合規(guī)范上的要求，這樣才會(huì)被虛擬機(jī)認(rèn)可、裝載和執(zhí)行。

　　其中對于Java虛擬機(jī)JVM中的Java 堆主要分為【 新生代 、老年代 、永久代、元數(shù)據(jù)區(qū)】：

　　新生代(Young Generation)：用來存放新生的對象。一般占據(jù)堆的1/3空間。由于頻繁創(chuàng)建對象，所以新生代會(huì)頻繁觸發(fā)MinorGC進(jìn)行垃圾回收。新生代又分為 Eden區(qū)、ServivorFrom、ServivorTo三個(gè)區(qū)。

　　老年代(Old Generation)：主要存放應(yīng)用程序中生命周期長的內(nèi)存對象。老年代的對象比較穩(wěn)定，所以MajorGC不會(huì)頻繁執(zhí)行。在進(jìn)行MajorGC前一般都先進(jìn)行了一次MinorGC，使得有新生代的對象晉身入老年代，導(dǎo)致空間不夠用時(shí)才觸發(fā)。當(dāng)無法找到足夠大的連續(xù)空間分配給新創(chuàng)建的較大對象時(shí)也會(huì)提前觸發(fā)一次MajorGC進(jìn)行垃圾回收騰出空間。MajorGC采用標(biāo)記清除算法：首先掃描一次所有老年代，標(biāo)記出存活的對象，然后回收沒有標(biāo)記的對象。MajorGC的耗時(shí)比較長，因?yàn)橐獟呙柙倩厥铡ajorGC會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片，為了減少內(nèi)存損耗，我們一般需要進(jìn)行合并或者標(biāo)記出來方便下次直接分配。當(dāng)老年代也滿了裝不下的時(shí)候，就會(huì)拋出OOM(Out of Memory)異常。

　　永久代(Permanent Generation)：指內(nèi)存的永久保存區(qū)域，主要存放Class和Meta(元數(shù)據(jù))的信息,Class在被加載的時(shí)候被放入永久區(qū)域，它和和存放實(shí)例的區(qū)域不同,GC不會(huì)在主程序運(yùn)行期對永久區(qū)域進(jìn)行清理。所以這也導(dǎo)致了永久代的區(qū)域會(huì)隨著加載的Class的增多而脹滿，最終拋出OOM異常。

　　元數(shù)據(jù)區(qū)(Metaspace): 在Java8中，永久代已經(jīng)被移除，被一個(gè)稱為“元數(shù)據(jù)區(qū)”(元空間)的區(qū)域所取代。元空間的本質(zhì)和永久代類似，元空間與永久代之間最大的區(qū)別在于：元空間并不在虛擬機(jī)中，而是使用本地內(nèi)存。因此，默認(rèn)情況下，元空間的大小僅受本地內(nèi)存限制。類的元數(shù)據(jù)放入 native memory, 字符串池和類的靜態(tài)變量放入java堆中，這樣可以加載多少類的元數(shù)據(jù)就不再由MaxPermSize控制, 而由系統(tǒng)的實(shí)際可用空間來控制。

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