简述 JVM 的内存模型

• JVM 运行时数据区：
  • 线程共享数据区： 方法区、堆
  • 线程私有数据区： 程序计数器、虚拟机栈、本地方法堆

1. 程序计数器：

- 程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器
- 线程是一个独立的执行单元，是由 CPU 控制执行的
- 字节码解释器工作时就是通过改变这个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需要依赖这个计数器来完成

• 为什么？

  为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为线程私有的内存。

• 特点：
  内存区域中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域

2. 虚拟机栈：

- 作用于方法执行的一块 Java 内存区域

• 为什么？
  • 每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。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。
• 特点：
  • 局部变量表存放了编译期可知的各种数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）以及对象引用（reference 类型）
  • 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

3. 本地方法栈

- 用于作用域本地方法执行的一块 Java 内存区域
- 本地方法：一个 Native Method 就是一个 Java 调用非 Java 代码的接口

• 为什么？
  • 与 Java 虚拟机栈相同，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。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
• 特点：
  HotShot 将 Java 虚拟机栈和本地方法栈合二为一

4. Java 堆

- Java 内存区域中一块用来存放对象实例的区域，几乎所有的对象实例都在这里分配内存，是被所有线程共享的一块内存区域。

• 为什么？
  • 此内存区域的唯一目的就是存放 Java 对象实例
  • Java 堆是 Java 虚拟机所管理的内存中最大一块
• 特点：
  • Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，也被成为GC 堆
  • Java 堆可以分成新生代和老年代。新生代可分为 To Space、From Space、Eden

5. 方法区

- 是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、静态常量、即时编译器编译后的代码等数据
- 什么是类信息：类版本号、接口、方法

• 为什么？
  • HotSpot 使用永久代来实现方法区JRockit、IBM J9VM Java 堆一样管理这部分内存

-特点：
- 这区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载
- 当它无法满足内存分配需求时，方法区会抛出OutOfMemoryError

- 方法区运行时常量池：
    - 运行时常量池是方法区的一部分，Class 文件除了由类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这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。
    - 特点：
        运行时常量池是方法区的一部分，受到方法区内存的限制，当常量池再申请到内存时会抛出`OutOfMemoryError`异常