运行时数据区-基础
- 为什么学习运行时数据区
- Java内存区域（运行时数据区域）和内存模型（JMM） 区别
- 组成部分（jdk1.7 / jdk1.8）
- 从线程隔离性分类
- 与类加载的关系
- 每个区域的功能
- 参考文章
为什么学习运行时数据区
- 熟悉jvm如何管理内存
- 便于排查内存泄露和内存溢出相关的问题
Java内存区域（运行时数据区域）和内存模型（JMM） 区别
- 内存区域是指 Jvm 运行时将数据分区域存储，
强调对内存空间的划分。 - 内存模型（Java Memory Model，简称 JMM ）是
定义了线程和主内存之间的抽象关系，即 JMM 定义了 JVM 在计算机内存(RAM)中的工作方式，如果我们要想深入了解Java并发编程，就要先理解好Java内存模型。
组成部分（jdk1.7 / jdk1.8）
- Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把它管理的内存划分成若干个不同的数据区域。
- JVM规范中规定了五个部分：
堆，方法区，虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器 - jdk7 和 jdk8 的区别
虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器基本没变化方法区是在虚拟机规范里面被定义的，不同的虚拟机对这个定义的实现不同，在HotSpot 虚拟机中在 jdk1.7 版本之前的方法区实现叫永久代（PermGen space）（是堆的一部分），jdk1.8 之后叫做元空间（Metaspace）（是本地内存的一部分）。堆在1.7 中被划分为新生代，老年代，永久代, 1.8 中被划分为新生代，老年代（默认比例1:2）。新生代中进一步划分为Eden，S0(SurivorFrom)，S1(SurivorTo)（默认比例 8:1:1）
- 为什么方法区会从 堆 中移除到 堆外
- 在 HotSpot JVM 中，永久代中用于存放类和方法的元数据以及常量池，比如Class和Method。每当一个类初次被加载的时候，它的元数据都会放到永久代中。但永久代是有大小限制的，因此如果加载的类太多，很有可能导致永久代内存溢出，即万恶的 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen ，由于 PermGen 内存经常会溢出，因此 JVM 的开发者希望这一块内存可以更灵活地被管理，不要再经常出现这样的 OOM
- 移除 PermGen 可以促进 HotSpot JVM 与 JRockit VM 的融合，因为 JRockit 没有永久代。
- 根据上面的各种原因，PermGen 最终被移除，方法区移至 Metaspace，字符串常量移至 Java Heap。
从线程隔离性分类
线程共享（所有线程共享）：堆，方法区线程私有（每个线程都有一套）：虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器（与线程的生命周期一致）
与类加载的关系
每个区域的功能
- 程序计数器
- 记录 JVM 字节码指令地址，如果是执行 native 方法，则是未指定值（undefined）
- 是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成
- 是唯一一个在 JVM 规范中没有规定任何
OutOfMemoryError情况的区域
- 虚拟机栈
- 每个线程在创建的时候都会创建一个虚拟机栈，其内部保存一个个的栈帧（Stack Frame），对应着一次次 Java 方法调用，是线程私有的，生命周期和线程一致。
- 虚拟机栈是对程序运行，方法调用的实现，每个方法执行，伴随着入栈（进栈/压栈），方法执行结束出栈
- 栈中可能出现的异常
- Java 虚拟机规范允许 Java虚拟机栈的大小是动态的或者是固定不变的
- 如果采用固定大小的 Java 虚拟机栈，那每个线程的 Java 虚拟机栈容量可以在线程创建的时候独立选定。如果线程请求分配的栈容量超过 Java 虚拟机栈允许的最大容量，Java 虚拟机将会抛出一个 StackOverflowError 异常
- 如果 Java 虚拟机栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈，那 Java 虚拟机将会抛出一个OutOfMemoryError异常
- 栈帧的内部结构
- 局部变量表（Local Variables）
- 操作数栈（Operand Stack）(或称为表达式栈)
- 动态链接（Dynamic Linking）：指向运行时常量池的方法引用
- 方法返回地址（Return Address）：方法正常退出或异常退出的地址一些附加信息
- 本地方法栈
- Java 虚拟机栈用于管理 Java 方法的调用，而本地方法栈用于管理本地方法的调用
- 与操作系统交互
- 方法区
- 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。
- Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做 Non-Heap（非堆），目的应该是与 Java 堆区分开来。
- 堆
栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据。堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放、放在哪。
- 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据都在这里分配内存。为了进行高效的垃圾回收，虚拟机把堆内存逻辑上划分成三块区域（分代的唯一理由就是优化 GC 性能）
参考文章
- https://javaguide.cn/java/jvm/memory-area.html#%E8%BF%90%E8%A1%8C%E6%97%B6%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%8C%BA%E5%9F%9F
- https://pdai.tech/md/java/jvm/java-jvm-struct.html
- https://www.51cto.com/article/704419.html
- https://cnblogs.com/czwbig/p/11127124.html
