java内存机制

Java 内存类型

Java 主要分为两部分运行时数据区，一部分是与进程相关的， 进程启动时创建，进程结束时销毁，这部分的内存属于线程共享的； 另一部分则是线程相关的， 线程启动时创建，线程结束时销毁， 线程间不共享。

系统启动之后， 除了会创建一个进程之外， 也会同时启动至少两个线程，一个为main方法启动的线程，另一个为垃圾回收的线程；

进程级别数据区

• 方法区， 用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。 主要是堆的逻辑部分。 该区域垃圾收集比较少，有一定内存泄漏的风险。
  • 运行时常量池
  , 用于存储Class文件中的用于存放编译器生成的字面量和符号引用， 以及运行时生成的常量。
• 堆(Heap)， 用于存放对象实例，数组。 是垃圾回收管理的主要区域， 从垃圾回收角度，Java堆还可以分为新生代和老年代。 从内存分配角度，Java堆可能划分出多个线程私有的分配缓冲区。 Java堆可以处于物理上不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可，既可以实现成固定大小的，也可以实现成可扩展的。 可能会抛出OutOfMemoryError异常。

线程级别数据区

• 程序计数器， 一块较小的内存空间，作为当前线程所执行的字节码的行号指示器。
• 虚拟机栈， 虚拟机栈用来描述Java方法执行的内存模型， 每个方法在执行的同时， 会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。 每一个方法从调用到执行完成的过程，对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
  • 局部变量表， 存放了编译器可知的基本数据类型、对象引用句柄等， 既一般所谓Java内存堆和栈中的栈的概念。
    在编译器已经确定一个方法需要申请多大局部变量空间，方法运行过程中将不会改变。
    方法运行时，将按需申请局部变量空间，如果空间不够，将抛出StackOverflowError异常； 如果虚拟机可以动态扩展，但是无法申请足够内存，将抛出 OutOfMemoryError异常。
  • 操作数栈
  • 动态链接
  • 方法出口
• 本地方法栈， 为虚拟机执行Native方法服务。本地方法栈也会有可能抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

直接内存

直接内存不是虚拟机运行时数据区一部分。 是NIO类中引入的，在基于通道与缓冲区的I/O方式，可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。可以提高性能，避免Java堆和Native堆中来回复制数据。
其不受Java堆大小限制，但是受物理机内存限制。

垃圾回收相关

待深入研究的地方

• Java方法和Native方法具体区别
• Java堆中多个线程共享的缓冲区示例
• Java堆中对象的具体存储
• 内存的执行过程变化
• 操作数栈、动态链接、方法出口等
• 关于直接内存的扩展，文件访问方式