原文出处： 码农网

一、概述

Java虚拟机在执行Java顺序的进程中会把它所管理的内存划分为若干不同的数据区域，这些区域都有各自的用处以及创立和销毁的工夫。Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运转时数据区域，如下图所示：

上面就每一个区域停止论述。

二、运转时数据区域 顺序计数器

顺序计数器，可以看做是以后线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器任务就是经过改动顺序计数器的值来选择下一条需求执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处置、线程恢复等根底功用都要依赖这个计数器来完成。

多线程中，为了让线程切换后能恢复到正确的执行地位，每条线程都需求有一个独立的顺序计数器，各条线程之间互不影响、独立存储，因而这块内存是 线程公有 的。

当线程正在执行的是一个Java办法，这个计数器记载的是在正在执行的虚拟机字节码指令的地址；当执行的是Native办法，这个计数器值为空。

此内存区域是独一一个没有规则任何OutOfMemoryError状况的区域 。

Java虚拟机栈

Java虚拟机栈也是线程公有的 ，它的生命周期与线程相反。虚拟机栈描绘的是Java办法执行的内存模型：每个办法在执行的同时都会创立一个栈帧用于存储部分变量表、操作数栈、静态链表、办法出口信息等。每一个办法从调用直至执行完成的进程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的进程。

部分变量表中寄存了编译器可知的各种根本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象援用和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。

假如扩展时无法请求到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。

本中央法栈

本中央法栈与虚拟机的作用类似，不同之处在于虚拟机栈为虚拟机执行的Java办法效劳，而本中央法栈则为虚拟机运用到的Native办法效劳。有的虚拟机直接把本中央法栈和虚拟机栈合二为一。

会抛出stackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

Java堆

Java堆是一切线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创立，此内存区域的独一目的就是寄存对象实例 。

Java堆是渣滓搜集器管理的次要区域。由于如今搜集器根本采用分代回收算法，所以Java堆还在互联网思维的影响下，传统服务业不再局限于规模效益，加强对市场的反应速度成为传统服务业发展的首要选择。在互联网思维下，通过对传统服务业的改革，为传统服务业发展创造了全新的天地。可细分为：重生代和老年代。从内存分配的角度来看，线程共享的Java堆中能够划分出多个线程公有的分配缓冲区(TLAB)。

Java堆可以处于物理上不延续的内存空间，只需逻辑上延续的即可。在完成上，既可以完成固定大小的，也可以是扩展的。

假如堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法完成扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

办法区

办法区是各个线程共享的内存区域，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 。

绝对而言，渣滓搜集行为在这个区域比拟少呈现，但并非数据进了办法区就永世的存在了，这个区域的内存回收目的次要是针对常量池的回收和对类型的卸载，

当办法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

运转时常量池：

是办法区的一局部，它用于寄存编译期生成的各种字面量和符号援用。

直接内存

直接内存不是虚拟机运转时数据区的一局部，在NIO类中引入一种基于通道与缓冲区的IO方式，它可以运用Native函数库直接分配堆外内存，然后经过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的援用停止操作。

直接内存的分配不会遭到Java堆大小的限制，但是会遭到本机内存大小的限制，一切也能够会抛OutOfMemoryError异常。

三、对象的创立、规划和拜访进程

对象的创立

创立一个对象通常是需求new关键字，当虚拟机遇到一条new指令时，首先反省这个指令的参数能否在常量池中定位到一个类的符号援用，并且反省这个符号援用代表的类能否已被加载、解析和初始化过。假如那么执行相应的类加载进程。

类加载反省经过后，虚拟机将为重生对象分配内存。为对象分配空间的义务同等于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。分配的方式有两种： 一种叫 指针碰撞 ，假定Java堆中内存是相对规整的，用过的和闲暇的内存各在一边，两头放着一个指针作为分界点的指示器，分配内存就是把那个指针向闲暇空间的那边移动一段与对象大小相等的间隔。 另一种叫 闲暇列表 ：假如Java堆中的内存不是规整的，虚拟机就需求维护一个列表，记载哪个内存块是可用的，在分配的时分从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记载。 采用哪种分配方式是由Java堆能否规整决议的，而Java堆能否规整是由所采用的渣滓搜集器能否带有紧缩整理功用决议的。 另 外一个需求思索的成绩就是对象创立时的线程平安成绩，有两种处理方案：一是对分配内存空间的举措停止同步处置；另一种是吧内存分配的举措依照线程划分在不 同的空间之中停止，即每个线程在Java堆中事后分配一小块内存(TLAB)，哪个线程要分配内存就在哪个线程的TLAB上分配，只要TLAB用完并分配 新的TLAB时才需求同步锁定。

内存分配完成后，虚拟机需求将分配到的内存空间初始化为零值。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就可以直接运用。

接上去虚拟机要对对象停止必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才干找到类的元数据信息等，这些信息寄存在对象的对象头中。

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下面的任务都完成当前，从虚拟机的角度来看一个新的对象曾经发生了。但是从Java顺序的角度，还需求执行init办法，把对象依照顺序员的志愿停止初始化，这样一个真正可用的对象才算完全发生出来。

对象的内存规划

在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的规划可分为三个局部： 对象头、实例数据和对齐填充。

对象头包括两个局部：第一局部用于存储对象本身的运转时数据，如哈希码、GC分代年龄、线程所持有的锁等。官方称之为“Mark Word”。第二个局部为是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机经过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。

实例数据是对象真正存储的无效信息，也是顺序代码中所定义的各品种型的字段内容。

对齐填充并不是必定存在的，仅仅起着占位符的作用。、Hotpot VM要求对象起始地址必需是8字节的整数倍，对象头局部正好是8字节的倍数，所以当实例数据局部没有对齐时，需求经过对齐填充来对齐。

对象的拜访定位

Java顺序经过栈上的reference数据来操作堆上的详细对象。次要的拜访方式有运用句柄和直接指针两种：

句柄：Java堆将会划出一块内存来作为句柄池，援用中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包括了对象实例数据与类型数据各自的详细地址信息 。如图所示：

直接指针：Java堆对象的规划要思索如何放置拜访类型数据的相关信息，援用中存储的就是对象地址 。如图所示：

两个方式各有优点，运用句柄最大的益处是援用中存储的是波动的句柄地址，对象被挪动时只会改动句柄中实例的地址，援用不需求修正、运用直接指针拜访的益处是速度更快，它节省了一次指针定位的工夫开支。