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JVM中有哪些內(nèi)存區(qū)域及其作用

更新時間：2019年07月15日 08:28:40 作者：正號先生

這篇文章主要介紹了JVM中有哪些內(nèi)存區(qū)域，分別是用來干什么的,vm內(nèi)又是如何劃分內(nèi)存的呢？這個內(nèi)被加載到了那一塊內(nèi)存中？,需要的朋友可以參考下

前言

之前我們探討過一個.class文件是如何被加載到j(luò)vm中的。但是jvm內(nèi)又是如何劃分內(nèi)存的呢？這個內(nèi)被加載到了那一塊內(nèi)存中？jvm內(nèi)存劃分也是面試當(dāng)中必被問到的一個面試題。

什么是jvm內(nèi)存區(qū)域劃分？

其實這個問題非常簡單，JVM在運行我們寫好的代碼時，他是必須使用多塊內(nèi)存空間的，不同的內(nèi)存空間用來放不同的數(shù)據(jù)，然后配合我們寫的代碼流程，才能讓我們的系統(tǒng)運行起來。

舉個最簡單的例子，比如咱們現(xiàn)在知道了JVM會加載類到內(nèi)存里來供后續(xù)運行，那么我問問大家，這些類加載到內(nèi)存以后，放到哪兒去了呢？想過這個問題嗎？

所以JVM里就必須有一塊內(nèi)存區(qū)域，用來存放我們寫的那些類。

包括我們定義的成員變量，類變量，方法，局部變量等等，都在jvm內(nèi)存中對應(yīng)著一塊內(nèi)存來記錄存儲。

存放類的方法區(qū)

在JDK1.8之前的版本里，代表JVM的一塊區(qū)域。在1.8版本以后，這塊區(qū)域的名字改了，叫做“Matespace”，可以認(rèn)為是“元數(shù)據(jù)空間”這樣的意思，當(dāng)然這里主要存放的還是我們自己寫的各種類的相關(guān)信息。

舉個栗子。有如下兩個類，People類沒有成員變量，而Student類有一個name的類變量。

public class Student{
  private static String name = "lisi";
}

public class People{
  public static void main(){
    Student student = new Student();
  }
}

這兩個類被加載到JVM，就會存放在這個方法區(qū)里面（注意：如果讀過我之前的章節(jié)，就會明白這里的加載代表的是：加載->驗證->準(zhǔn)備->解析->初始化，類的所有類變量都會被賦值）。

執(zhí)行代碼指令的程序計數(shù)器

我們知道，被加載到j(luò)vm的類對象是我們寫的.java文件被編譯之后的.class文件。

在編譯過后會將我們的代碼編譯成計算機能讀懂的字節(jié)碼。而這個.calss文件就是，就是我們代碼編譯好的字節(jié)碼了。

加載到內(nèi)存以后，字節(jié)碼執(zhí)行引擎就開始工作了。去執(zhí)行我們編譯出來的代碼指令，如下圖

此時問題來了，我們是不是需要一塊內(nèi)存空間來記錄我們字節(jié)碼執(zhí)行引擎目前執(zhí)行到了哪行代碼？這一塊特殊的內(nèi)存區(qū)域就是“程序計數(shù)器”

這個程序計數(shù)器就是用來記錄當(dāng)前執(zhí)行的字節(jié)碼指令的位置。

如下圖：

到這里我相信會有人產(chǎn)生疑惑，就按照當(dāng)前的代碼順序執(zhí)行就行了，為什么要記錄執(zhí)行到哪里了？

因為我們寫好的代碼可能會開啟多個線程并發(fā)的執(zhí)行不同的代碼?？赡墚?dāng)前線程這段代碼還沒有執(zhí)行完畢，就上下文切換到另一段代碼中。

當(dāng)線程再次上下文切換到之前的代碼時，就需要一個專門記錄當(dāng)前線程執(zhí)行到了哪一條字節(jié)碼。所以，每一個線程都有這自己的程序計數(shù)器。

如下圖：

java虛擬機棧

java代碼在執(zhí)行的時候，一定是某個線程來執(zhí)行某個方法中的代碼。

當(dāng)線程執(zhí)行到某個方法的時候，如果這個方法有局部變量，那么就需要一塊區(qū)域來存放局部變量的數(shù)據(jù)信息。這個區(qū)域就叫做java虛擬機棧。

每一個線程都有一個自己的java虛擬機棧，比如說當(dāng)執(zhí)行main方法的時候就會有一個main線程，用來存放main方法中定義的局部變量

public static void main(){
  People people = new People();
  int i = 9;
}

比如上面的main()方法中，其實就有一個"people"的局部變量，他是引用一個People的實例對象的，這個對象我們先不管他。然后有一個"i"的局部變量。

如下圖：

我想大家應(yīng)該都知道棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，后進先出。當(dāng)方法執(zhí)行完畢以后，這個棧楨就會出棧，里面的局部變量信息就會從內(nèi)存刪除。所以局部變量是線程安全的。因為只有當(dāng)前線程能獲取到這個值。

為什么要用后進先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

假設(shè)a方法當(dāng)中同步調(diào)用b方法，此時a方法的棧楨先入棧，然后再是b方法的棧楨入棧。b方法執(zhí)行完畢后，b方法的棧楨出棧，繼續(xù)執(zhí)行a方法。所以使用一個后進先出的棧結(jié)構(gòu)是非常完美的。

此時jvm的內(nèi)存模型圖如下：

java堆內(nèi)存

這一塊內(nèi)存是非常非常重要的。

我們實例化的所有對象都是存放在這個內(nèi)存中。這個實例化的對象里面會包含一些數(shù)據(jù)，我們用上面的代碼來做栗子。

public class Student{
  private String name = "lisi";
  public String getNmae(){
    return name;
  }
}

public class People{
  public static void main(){
    Student student = new Student();
    student.getName();
  }
}

還是這個代碼，當(dāng)main線程執(zhí)行main()方法的時候，首先在堆內(nèi)存中實例化Student對象，然后在局部變量中創(chuàng)建student，student存的是實例化Student對象的內(nèi)存地址。然后執(zhí)行Student對象的getName()方法。

如下圖：