初見JVM記憶體區域

      JVM一個重要的機制就是自動記憶體管理機制，為了深入理解JVM的記憶體管理機制，瞭解JVM的記憶體的分割槽以及各個分割槽的作用是基礎，本文主要總結java虛擬機器的記憶體區域分類以及各個記憶體區域的作用。

  java記憶體的分割槽及其作用

                            圖1 JVM記憶體的分割槽

       從圖1中可以知道，在劃分具體記憶體區域之前，可以依據記憶體是否是執行緒公有而進行一次大的劃分：

      (1)執行緒公有:所有的執行緒都公用的一塊記憶體區域，隨jvm的啟動而建立，隨jvm的銷燬而銷燬。執行緒公有的記憶體區域其生命週期和JVM的生命週期保持一致。

      (2)執行緒私有:執行緒私有的記憶體區域，其隨執行緒的建立而建立，隨執行緒的銷燬而銷燬，是每個執行緒都獨立擁有的一塊記憶體區域，其生命週期和執行緒保持一致，和jvm不保持一致。

      在瞭解了執行緒公有和執行緒私有的概念之後，逐一介紹各個記憶體區域的左右。

      1.程式計數器，這是一個最特殊的記憶體區域，存放了維護執行緒上下文切換所需要的資訊。其主要維護了一個指向當前執行指令的指標PC，當一個執行緒所擁有的時間片耗盡的時候會交出cpu的使用權，在退出之前通過PC指標記錄當前指令執行的位置，這樣在下一次獲得CPU分配的時間片後，通過PC指標可以繼續上次未完成的任務。

      2.虛擬機器棧，虛擬機器棧是開發中最常接觸的記憶體區域，比如在方法中定義的變數和引用都是存放在虛擬機器棧中。

                      圖 2 虛擬機器棧的記憶體結構

      對比圖2的虛擬機器棧記憶體結構，我們來介紹虛擬機器棧的作用:

      (1)每個方法，都對應一個幀棧，在方法中定義的變數和引用，以及其他的方法執行和呼叫資訊都存放在幀棧中

      (2)每呼叫一個方法，該方法對應的幀棧就被壓入虛擬機器棧中，當方法執行完畢後，對應的幀棧就從虛擬機器棧中出棧。

      (3)從上述的過程中，不難分析方法呼叫對應一次壓棧和出棧的過程，這是有時間開銷的過程，所以說遞迴執行的程式碼時間效率往往是底下的。

      (4)每個方法對應的幀棧都需要消耗一定的記憶體空間，而虛擬機器棧的記憶體空間是有限的，當方法的呼叫層次過深的時候就會有stackOverFlow異常發生。

3.本地方法棧

本地方法棧的作用其實和虛擬機器棧的職能完全一致，虛擬機器棧是為java方法服務的記憶體區域，而本地方法棧是為native方法服務的區域，除此之外本地方法棧的和虛擬機器棧並無區分。

4.堆區(Heap)

堆區也是開發人員最常接觸的記憶體區域，java中的物件以及陣列都是存放在堆區中的，堆區的記憶體可以是物理上連續的記憶體空間，也可以是邏輯上聯絡的記憶體空間。是JVM所管理的最大的記憶體區域，容易發生記憶體洩漏和記憶體溢位，是垃圾回收演算法重點照顧的區域。下面看一下java中的物件是如何在堆區中儲存的。

             圖3 java中物件的記憶體佈局

從圖3中可以看出 java中的物件在記憶體中的儲存由三部分組合:

(1)物件頭，物件頭的第一部分儲存物件自身執行時所需要的資料入圖中所示，第二部分中的型別指標用來指示這個物件是哪個類的事例，假如物件是陣列型別的話，還需要儲存陣列的長度資訊。

(2)例項資料,例項資料是物件真正儲存的有效區域，物件中定義的各種型別的變數，無論是從父類繼承的還是子類定義的都是存放在這個部分。

(3)對齊填充，這部分並無實際的含義，假如物件的記憶體大小不是8位元組的整數倍，就填充資料，使物件的記憶體資料大小是8位元組的整數倍。

5.方法區

方法區同樣也是開發人員常見用的記憶體區域，比如靜態變數，常量以及虛擬載入的類資訊都是存放在方法區中的。

java物件的建立和訪問的過程

      上節中，介紹了JVM的記憶體的分割槽以及各個區域的作用，有了上述的基本知識之後，我們通過物件的建立和訪問的過程，來直觀的感受jvm各個記憶體的分工。

      一丶物件建立過程

                   圖 1 java中物件建立的一般過程

二丶物件定位過程

1.基於控制代碼的物件定位

              圖 2 java中基於控制代碼的物件訪問方式

2.基於直接地址的物件定位

              圖3 java中基於直接地址的物件定位

Reference:[1]周志明 深入理解java虛擬機器-JVM高階特性與最佳實踐[M],機械工業出版社.