二 运行时数据区域

JDK 1.8 之前：
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JDK 1.8 ：
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线程私有的：

  • 程序计数器
  • 虚拟机栈
  • 本地方法栈

线程共享的：

  • 堆
  • 方法区
  • 直接内存 (非运行时数据区的一部分)

    2.1 程序计数器

    程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等功能都需要依赖这个计数器来完成。

    2.2 Java 虚拟机栈

    与程序计数器一样，Java 虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期和线程相同，描述的是 Java 方法执行的内存模型，每次方法调用的数据都是通过栈传递的。
    Java 虚拟机栈会出现两种错误：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。

    2.3 本地方法栈

    和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是： 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 （也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。

2.4 堆

此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。
在 JDK 7 版本及 JDK 7 版本之前，堆内存被通常分为下面三部分：

  1. 新生代内存(Young Generation)
  2. 老生代(Old Generation)
  3. 永生代(Permanent Generation)

Java 内存区域 - 图3
JDK 8 版本之后方法区（HotSpot 的永久代）被彻底移除了（JDK1.7 就已经开始了），取而代之是元空间，元空间使用的是直接内存。
Java 内存区域 - 图4
上图所示的 Eden 区、两个 Survivor 区都属于新生代（为了区分，这两个 Survivor 区域按照顺序被命名为 from 和 to），中间一层属于老年代。
java.lang.OutOfMemoryError: GC Overhead Limit Exceeded:当 JVM 花太多时间执行垃圾回收并且只能回收很少的堆空间时
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space:堆内存中的空间不足以存放新创建的对象

2.5 方法区

它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
JDK 1.8 之前

  1. -XX:PermSize=N //方法区 (永久代) 初始大小
  2. -XX:MaxPermSize=N //方法区 (永久代) 最大大小,超过这个值将会抛出 OutOfMemoryError 异常:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen

JDK 1.8 

  1. -XX:MetaspaceSize=N //设置 Metaspace 的初始（和最小大小）
  2. -XX:MaxMetaspaceSize=N //设置 Metaspace 的最大大小

2.6 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有常量池表

2.7 直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分内存也被频繁地使用。而且也可能导致 OutOfMemoryError 错误出现。

HotSpot 虚拟机对象探秘

Java 内存区域 - 图5

Step1:类加载检查

Step2:分配内存

分配方式有 “指针碰撞” 和 “空闲列表” 两种
Java 内存区域 - 图6
内存分配并发问题
CAS+失败重试： CAS 是乐观锁的一种实现方式。
TLAB： 为每一个线程预先在 Eden 区分配一块儿内存


Step3:初始化零值


Step4:设置对象头

Step5:执行 init 方法