JAVA JVM運行時數據區詳解
一、前言
這是JVM系列文章的第三篇，這篇文章將對整個JVM運行時數據區和GC垃圾回收詳細的介紹。這部分也算是JVM的核心內容瞭。
二、運行時數據區整體概架構
以下是自己的一句話總結：
分為線程私有和線程共享的兩大類，其中程序計數器、虛擬機棧、本地方法棧是屬於線程私有的，堆內存及方法區內存是線程共享的。程序計數器主要是記錄字節碼指令，CPU上下文切換線程，從一個線程切換到另一個線程，需要知道線程執行到哪一步，所以記錄這個指令就是很有必要的，程序計數器無OOM和GC的發生。虛擬機棧裡面是一個個棧幀，每一個棧幀對應著每一個方法，棧幀又是由局部變量表、操作數棧、方法返回值地址、動態鏈接組成。虛擬機棧可能會發生棧溢出異常，即starkoverflow本地方法棧是存放本地方法相關的東西；堆是一塊很大的空間，整體分為2大塊，新生代和老年代，新生代又分瞭Eden區、S0區、S1區，垃圾回收主要發生在新生代，每一個區對應不同的垃圾回收算法；方法區保存的是一些常量、類的基本信息等，方法區對應的實現在JDK7中是永久代，在JDK8中是元空間。
三、程序計數器
用來儲存指向下一條指令的地址，是線程私有的，生命周期和線程的生命周期一致。
四、虛擬機棧
虛擬機棧是線程私有的，內部保存一個個棧幀，每一個棧幀對應一個Java方法的調用，生命周期和線程的生命周期保持一致。先來看看棧的特點。
1、棧的特點
棧是運行時的單位，而堆是存儲的單位。棧的特點是先進後出，後進先出。
可以通過參數-Xss來設置棧空間大小
2、棧幀的內部結構
3、局部變量表
是一個數字數組，主要用於存儲方法參數和定義在方法內的局部變量，這些數據類型包括各類基本數據類型，對象引用等，所需的容量大小是在編譯期確定下來的，在方法運行期間是不會改變局部變量表大小的。
關於Slot的理解：
靜態變量和局部變量的區別：
總結：
在棧幀中，與性能關系最為密切的就是局部變量表，在方法執行時，虛擬機使用局部變量表完成完成方法的傳遞，局部變量表中的數據也是可達性分析中的GC Root，如果一個對象在局部變量表中還有引用，那麼根絕可達性分析算法，這個變量就不屬於垃圾對象，是不會被GC回收的。
4、操作數棧
操作數棧是棧中棧，也可稱為表達式棧，在方法執行過程中，根據字節碼指令，往棧中寫入數據或提取數據，即入棧和出棧。主要用於保存計算過程的中間結果。操作數棧，可以看成是臨時寄存器，計算過程中變量的臨時保存
5、動態鏈接
方法重寫的本質
6、方法返回地址
存放調用該方法的PC寄存器的值
五、本地方法棧
管理本地native本地方法，是線程私有的，所謂的本地方法，其實就是一些非Java語言寫的代碼，這部分代碼甚至可以和操作系統CPU進行打交道。
六、堆
堆是內存管理的核心區域，是線程共享的，屬於JVM級別，也就是一個JVM實例就會有一個堆空間，註意的是雖然堆整體上是線程共享的，但是在內部有一小塊空間是線程私有的緩存區TLAB。
幾乎所有的對象實例都是在堆中，堆是GC垃圾回收的重點區域。堆整體可以分為新生代和老年代，新生代又分為Eden區和S0和S1區。
新生代和老年代的比例是1：2，Eden區和s0，s1區所占空間比例是8：1：1
1、設置堆大小的參數
-Xms：用於表示堆區的起始內存，默認情況下，占物理內存大小的64分之一。
-Xmx用於表示堆區的最大內存，默認情況下，占物理內存的四分之一。
通常起始內存和最大內存兩個參數設置成一樣，目的是為瞭GC清理完堆區內存後不需要重新分隔
計算堆區的大小，從而提高性能。
查看設置的參數：
方式一：jps(查看進程）
jstat -gc 進程id
方式二：-xx:+printGCDetails
2、對象分配過程
這裡s0和s1誰是空的誰就是to，年齡計數器閾值是15，YGC是在Eden區滿的時候會觸發，s0和s1滿的時候不會觸發YGC，YGC會將s區以及伊甸園區一起GC
關於垃圾回收，頻繁在新生區收集，很少在養老區收集，幾乎不在永久區/元空間收集。
Visualvm是JVM常用調優工具，在JDK的bin下就可以打開
3、堆中的GC
年輕代（Minor GC）觸發機制
老年代GC（Major GC/Full GC）觸發機制
Full GC 觸發機制
4、內存分配策略
5、什麼是TLAB
TLAB表明堆不一定是共享的。
6、堆是分配對象存儲的唯一選擇嗎？
如果經過逃逸分析，一個對象並沒有逃逸出方法的話，那麼就有可能被優化成棧上分配。
逃逸分析手段：
註意：JDK6U23版本後，HotSpot默認已經開啟逃逸分析。所以我們得出一個結論，開發中能使用局部變量的，就不要使用在方法外定義。JDK7後字符串常量池和靜態變量存儲在堆中
七、方法區
方法區可以看做是一塊獨立於堆的內存空間，是線程共享的，主要存儲類信息、運行時常量池等，也會發生OOM，JDK8前成為永久代，JDK8成為元空間。（元空間和永久代最大的區別是，元空間不再使用JVM內存，而是使用瞭本地內存技術）
1、方法區概述
2、設置方法區內存大小
3、如何解決OOM問題？
4、方法區存儲什麼
5、方法區的演進細節
6、方法區的GC
總結
本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！