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1.基本概念
JVM 可以理解成运行 Java 代码的虚机，虚拟机在执行 java 程序的过程中会把它管理的内存分割成几块区域，这几块区域各司其职，互相合作来保证程序的完整运行。
如上图所示，运行时数据区被划分成为五块，分别是线程私有区域：程序计数器、java 虚拟机栈、本地方法栈，以及线程共享区域：java堆、方法区。接下来我们来逐一看看这些被划分的区域的用途。
程序计数器
程序计数器是一块相对较小的空间，它相当于一个执行程序的行号指示器，那到底什么是行号指示器呢？这里我们来举个例子，大家应该都玩过超级马里奥这个游戏，我们把马里奥头上的一排砖块想象成一个一维数组，我们把这个一维数组当成内存，数组里面的元素是是我们编译好的代码，马里奥挨个用头去顶爆砖块，每次顶爆一个就相当于执行一行代码，这时马里奥就是相当于这个“行号指示器”。它记录程序下一条需要执行的指令的地址，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要靠这个小马里奥来完成。
那程序计数器为什么叫做“线程私有”的内存呢？我们还是以马里奥为例子，假设马里奥这个游戏有个随意切换关卡的功能，我玩了第一关一分钟，顶爆了 20 块砖后想直接去第二关玩，来到第二关后应该从第二关的第一块砖开始，切回第一关后应该在第 20 块砖那里。由于JVM在任何时间点只能执行一条线程中的指令，因此在多线程中为了保证线程来回切换后程序计数器的值还是正确的，每条线程都需要一个独立的程序计数器，各个线程之间的计数器互相不影响，独立存储，我们称之为“私有线程”。
还有一点要注意，在 java 中 native 修饰的方法它一般在本地声明，异地用 C 和 C++ 来实现。如果线程在执行一个 java 方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码地址，如果是执行 native 修饰的方法，这个计数器的值为空（Undefined）。此内存是唯一一个在 Java 虚拟机规范中没有规定任何 OutOfMemoryError 的区域。
Java虚拟机栈
我们在写程序的时候都会为了复用封装很多个方法，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等这些在执行函数时会用到的信息信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
注意，这个区域可能发生两种异常：如果线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度，那么将抛出StackOverFlowError 异常，大部分虚拟机是支持动态扩展的，就是说当快要出现这个异常情况的时候虚拟机回去申请足够的内存，如果扩展申请不到足够的内存的话就会抛出 OutOfMemoryError 异常。
和程序计数器一样，这块内存也是线程私有的。
本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈的作用非常的像，它们的区别就是虚拟机栈是为执行 Java 方法服务的，而本地方法栈是为 native 服务的，在刚刚讲程序计数器时我们提到了 native 方法是异地用 C 和 C++ 来实现，和虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出 StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError 异常
Java堆
大家都知道 java 是面向对象的语言，在我们日常的代码里面处处都有通过 new 创建对象的语句，那么这些被创建出来的对象放在内存哪里呢？答案就是：堆。所以 Java 堆是内存中的最大的一块区域而且是被所有线程共享的一块区域，这块区域就像皇帝的后宫，皇帝的所有对象都放在里面了，当然皇帝就是手写代码的你咯！
Java 堆在虚拟机启动的时候就创建了，由于 Java 堆是垃圾收集器的主要区域，（什么是垃圾收集器以及各种垃圾回收算法在之后的系列文章中会讲）很多时候也叫做GC堆（Garbage Collected Heap）。而且在堆中还会各种空间，Java堆中的各个细分区域的分配的细节会在之后文章中重点讲。
现在主流的虚拟机都可以通过配置 -Xmx 和 -Xms 来扩展堆内存空间的大小，如果堆中的对象实在塞不下，并且堆也无法再满足扩展时，将会抛出OutOfMemoryError 异常。
方法区
方法区和 Java 堆一样是在各个线程中共享的内存区域，它是用来存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量以及即时编译后的代码。在 HotSpot 虚拟机上 虚拟机的设计人员用永久代来实现方法区。（堆，一般分为三大部分：新生代、老年代、永久代后续会讲）
在Java8中，永久代已经被移除，被一个称为“元数据区”（元空间）的区域所取代。元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。类的元数据放入 native memory, 字符串池和类的静态变量放入java堆中. 这样可以加载多少类的元数据就不再由MaxPermSize控制, 而由系统的实际可用空间来控制。
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