JVM在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。 这些区域有各自的用途， 以及创建和销毁的时间， 有的区域随着虚拟机进程的启动而一直存在， 有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。

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运行时数据区：JVM工作的时候用的内存区域

线程共享：方法区、堆，随着虚拟机的启动而创建

线程独有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈，随着线程的创建而创建

1. 方法区

线程共享

Java8之后称为元空间

存放：

  1. 从.class文件里加载的二进制流，即类的信息
  2. 静态变量
  3. 常量
  4. 即时编译器编译后的代码缓存

JRocket,J9没有方法区

2. 程序计数器

存储字节码指令地址

线程独有。为什么？线程恢复。

没有GC、没有OOM

3. 虚拟机栈

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线程独有，随着线程的创建而创建

虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型： 每个方法被执行的时候， Java虚拟机都会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表、 操作数栈、 动态连接、 方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程， 就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

调用方法时，给方法创建栈帧，入栈，执行完毕，出栈

栈帧：局部变量表（—>变量槽）、操作数栈、动态链接、方法出口。
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Linux下栈的默认大小：1024KB
设置大小：-Xss。-Xss1m -Xss1024k

栈顶方法=当前方法=正在执行的方法

4. 堆

最大，线程共享，在虚拟机启动时创建，存放各种实例。

-Xms：初始大小
-Xmx：能扩张到的最大容量

生产环境一般都设置成一样，避免频繁GC

-Xms3G -Xmx3G

5. 本地方法栈

运行操作系统本地方法的时候用到，过程和虚拟机栈类似。

6. 直接内存

不是虚拟机运行时数据区的一部分，JVM规范也没有定义该区域。

读写性能优于堆

直接内存大小可以通过MaxDirectMemorySize设置，如果不设置，默认=-Xmx

7. 对象分配、 布局和访问

7.1 对象的创建过程

  1. 检查是否已经加载类
  2. 分配内存。
    两种策略：指针碰撞、空闲列表
    线程安全问题解决：TLAB（开启的情况）——>CAS+失败重试（未开启TLAB的情况）
  3. 对象的初始化—>实例变量赋零值
  4. 对象的设置，对象头
  5. 执行构造函数

HotSpot源码

  1. // 确保常量池中存放的是已解释的类
  2. if (!constants->tag_at(index).is_unresolved_klass()) {
  3.     // 断言确保是klassOop和instanceKlassOop
  4.   oop entry = (klassOop) *constants->obj_at_addr(index);
  5.   assert(entry->is_klass(), "Should be resolved klass");
  6.   klassOop k_entry = (klassOop) entry;
  7.   assert(k_entry->klass_part()->oop_is_instance(), "Should be instanceKlass");
  8.   instanceKlass* ik = (instanceKlass*) k_entry->klass_part();
  9.     // 确保对象所属类型已经经过初始化阶段
  10.     if ( ik->is_initialized() && ik->can_be_fastpath_allocated() ) {
  11.     // 取对象长度
  12.     size_t obj_size = ik->size_helper();
  13.     oop result = NULL;
  14.     // 记录是否需要将对象所有字段置零值
  15.     bool need_zero = !ZeroTLAB;
  16.     // 是否在TLAB中分配对象
  17.     if (UseTLAB) {
  18.       result = (oop) THREAD->tlab().allocate(obj_size);
  19.     }
  20.     if (result == NULL) {
  21.       need_zero = true;
  22.       // 直接在eden中分配对象
  23.       retry:
  24.       HeapWord* compare_to = *Universe::heap()->top_addr();
  25.       HeapWord* new_top = compare_to + obj_size;
  26.       // cmpxchg是x86中的CAS指令， 这里是一个C++方法， 通过CAS方式分配空间， 并发失败的
  27.       // 话， 转到retry中重试直至成功分配为止
  28.       if (new_top <= *Universe::heap()->end_addr()) {
  29.         if (Atomic::cmpxchg_ptr(new_top, Universe::heap()->top_addr(), compare_to) != compare_to) {
  30.           goto retry;
  31.         }r
  32.           esult = (oop) compare_to;
  33.       }
  34.         if (result != NULL) {
  35.       // 如果需要， 为对象初始化零值
  36.       if (need_zero ) {
  37.         HeapWord* to_zero = (HeapWord*) result + sizeof(oopDesc) / oopSize;
  38.         obj_size -= sizeof(oopDesc) / oopSize;
  39.         if (obj_size > 0 ) {
  40.           memset(to_zero, 0, obj_size * HeapWordSize);
  41.         }
  42.         }
  43.      // 根据是否启用偏向锁， 设置对象头信息
  44.      if (UseBiasedLocking) {
  45.        result->set_mark(ik->prototype_header());
  46.      } else {
  47.        result->set_mark(markOopDesc::prototype());
  48.      }
  49.      result->set_klass_gap(0);
  50.      result->set_klass(k_entry);
  51.       // 将对象引用入栈， 继续执行下一条指令
  52.       SET_STACK_OBJECT(result, 0);
  53.       UPDATE_PC_AND_TOS_AND_CONTINUE(3, 1);
  54.         }
  55.     }
  56. }

7.2 对象的内存布局

7.2.1 对象头

对象自身的运行时数据

如哈希码（HashCode） 、 GC分代年龄、 锁状态标志、 线程持有的锁、 偏向线程ID、 偏向时间戳等，这些信息被称为Mark Word

类型指针

对象指向它的类型元数据的指针

数组长度

如果对象是数组，还会有记录数组长度的数据

7.2.2 实例数据

属性值

7.3 对象的访问

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