JVM内存管理

JVM 内存区域划分如图所示，从图中我们可以看出：

JVM 堆中的数据是共享的，是占用内存最大的一块区域。
可以执行字节码的模块叫作执行引擎。
执行引擎在线程切换时怎么恢复？依靠的就是程序计数器。
JVM 的内存划分与多线程是息息相关的。像我们程序中运行时用到的栈，以及本地方法栈，它们的维度都是线程。

虚拟机栈：

Java 虚拟机栈是基于线程的。哪怕你只有一个 main() 方法，也是以线程的方式运行的。在线程的生命周期中，参与计算的数据会频繁地入栈和出栈，栈的生命周期是和线程一样的。栈里的每条数据，就是栈帧。在每个 Java 方法被调用的时候，都会创建一个栈帧，并入栈。可以理解为每个方法开辟一个独立的栈帧，这个栈帧里的局部变量不受其他栈帧的影响。这条线程开辟的虚拟机栈内存大小是所有的栈帧开辟的大小总和。

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，它的作用可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。这里面存的，就是当前线程执行的进度。在多线程任务中，cup在线程之间进行切换需要记录线程执行到哪了，等到线程重新分配到cpu时才能在上次执行的地方继续执行下去。

堆

JVM 上最大的内存区域，我们申请的几乎所有的对象，都是在这里存储的。我们常说的垃圾回收，操作的对象就是堆。jvm堆空间大小可以指定，在启动时就会从系统内存中分配，分配的堆内存不一定全部会被用到。就好像一个公司包了电影院的三排座位，但是实际公司去了多少人不一定，但是这三排位置是预留给公司的人的，不是公司的人不能够使用。随着对象的频繁创建，堆空间占用的越来越多，就需要不定期的对不再使用的对象进行回收。这个在 Java 中，就叫作 GC（Garbage Collection）。对象在堆中被创建的时候大小是固定的，这里涉及到位置分配的问题，我们再用电影院场景模拟。计算机只能识别0和1，数据在内存中实际上是一连串的0和1，一个对象时一连串的0和1，当对象比较大的时候，这串数字就比较长，保存在内存中占的位置也就比较长，好比我们三个人去电影院看电影。作为电影院分配位置的方案，比较好的就是三个人坐一块，按顺序坐(1，2，3号位置)。新来的人继续往后面，如果来两个就分配（4，5号）位置，如果来三个就分配（4，5，6号）位置，把整个电影院划分为两个区域（已使用区域和未使用区域），不管已使用区域的人是否离开，新来的人安排去未使用区域，这种方案好处时管理方便，安排入座快，坏处就是如果有人中途离开，那对应的位置就空了下来不能利用，浪费了空间，对应内存中的内存碎片。

元空间

在 Java 8 之前，类的信息是放在一个叫 Perm (永久代)区的内存里面的。更早版本(java7之前)，甚至 String.intern 相关的运行时常量池也放在这里。这个区域有大小限制，很容易造成 JVM 内存溢出，从而造成 JVM 崩溃。Perm 区在 Java 8 中已经被彻底废除，取而代之的是 Metaspace。原来的 Perm 区是在堆上的，现在的元空间是在非堆上的，这是背景。
元空间的好处也是它的坏处。使用非堆可以使用操作系统的内存，JVM 不会再出现方法区的内存溢出；但是，无限制的使用会造成操作系统的死亡。所以，一般也会使用参数 -XX:MaxMetaspaceSize 来控制大小。
方法区，作为一个概念，依然存在。它的物理存储的容器，就是 Metaspace。我们将在后面的课时中，再次遇到它。现在，你只需要了解到，这个区域存储的内容，包括：类的信息、常量池、方法数据、方法代码就可以了。

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与 Java 虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的 Native 方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。
-Navtive 方法是 Java 通过 JNI 直接调用本地 C/C++ 库，可以认为是 Native 方法相当于 C/C++ 暴露给 Java 的一个接口，Java 通过调用这个接口从而调用到 C/C++ 方法。当线程调用 Java 方法时，虚拟机会创建一个栈帧并压入 Java 虚拟机栈。然而当它调用的是 native 方法时，虚拟机会保持 Java 虚拟机栈不变，也不会向 Java 虚拟机栈中压入新的栈帧，虚拟机只是简单地动态连接并直接调用指定的 native 方法。

参考资料：1.《深入浅出 Java 虚拟机》
2.https://www.jianshu.com/p/8a775d747c47