原文：为知笔记外链
程序计数器（PC）
程序计数器（PC）：一块较小的内存空间，可看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时通过改变该计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖该计数器完成。
JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的位置，每天线程都需要有一个独立的PC，各个线程之间PC互不影响，独立存储，即该内存区域为“线程私有”。
若正在执行的是一个Java方法，则PC记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果是Native，则为空。
此内存区域是唯一一个JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的内存区域。
Java虚拟机栈
线程私有，生命周期与线程相同。
虚拟机栈是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时会创建一个栈帧，用来存储 局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
每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。
局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用类型等。其中64位长度的long和double会占用2个局部变量空间（槽 Slot）。其余1个。因此，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。
JVM规范中对该内存区域规定了两种异常状况：
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；
如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分都可以动态扩展，也允许固定长度），如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈
- 虚拟机栈为虚拟机执行Java方法提供服务，本地方法栈为虚拟机中用到的Native方法提供服务。【StackOverflowError & OOM】
Java堆
被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。
用来存放对象实例。是GC管理的主要区域。
由于现在GC基本都采用分代收集算法，因此Java堆中还可以细分为：新生代【Eden控件，Survivor from、survivor to等空间】和老年代。
为了更好的回收、更快的分配内存，Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区。
Java堆可以出于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上连续即可。堆既可以是固定大小的，也可以是可扩展的。如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆中无法再扩展，则会抛出OOM异常。
方法区
各个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器后的代码等数据。不需连续内存、可固定可扩展，当方法区无法满足内存分配需求则会抛出OOM异常。
运行时常量池，方法区的一部分。用来存放编译器生成的各种字面量和符号引用，该部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
对象的创建
遇到new指令时，首先会检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有则先执行对应的类加载过程。
对象内存分配算法：
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指针碰撞（Bump the Pointer）：假设Java堆中的内存是绝对规整的，所有用过的内存在一边，空闲的内存在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，则分配内存仅仅是把指针向空闲空间挪一段与对象大小相等的距离。
修改指针并发问题解决方法：CAS冲突重试功能
把内存按照线程划分在不同的空间中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，成为本地线程分配缓冲区。
空闲列表（Free List）：如果Java堆中的内存不是规整的，已使用的内存与空闲内存相互交错，则虚拟机必须维护一个列表记录哪些可用，在分配时从列表找出一块儿足够大的空间分配给对象实例并更新列表记录。
选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的GC是否带有压缩整理功能决定。
对象的内存布局
分为 对象头、实例数据和对齐填充 3块区域。
对象头：包含两部分信息。第一部分用于存储对象自身的运行时数据【哈希码，GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID等】，长度为32bit/64bit【对应不同位的os】。另一部分是类型指针，jvm通过该指针确定该对象是那个类的实例。【如果对象是Java数组，则对象头中还必须有一块用来记录数组长度数据】。
实例数据是对象真正存储的有效信息，即代码中定义的各种类型的字段，包括父类中继承所得。
对齐填充不是必然，也无特别含义，起着占位符作用。因为jvm内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，即对象的大小必须是8字节的整数倍。
对象的访问定位
通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。目前主要有两种方式：
- 句柄访问：堆中分出一块儿内存作为句柄池，reference存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据和类型数据的具体地址信息。
- 直接指针：reference中存放的直接就是对象地址。
