JVM 的内存区域：JMM（内存管理）

JVM 内存结构总览（运行时内存结构）

JVM 在运行 Java 程序时，会将内存划分为多个区域，用于执行、存储类信息、对象、方法调用栈等。

按照 Java 虚拟机规范，JVM 的内存区域可以细分为 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区 等。

其中 方法区 和 堆 是线程共享的，虚拟机栈、本地方法栈 和 程序计数器 是线程私有的。

本地方法栈都说是本地了肯定就是线程私有，虚拟机栈既然是要执行一些方法那么肯定也是线程自己私有进行的，程序计数器是指当前执行到哪一步了肯定也是特有的；方法区存的是类的信息等等，堆存储的所有对象实例和数组，都是属于线程共享的内容。

各个区域的详细介绍

1、程序计数器（Program Counter）

• 作用：记录当前线程正在执行的字节码指令地址，表示执行到哪一步。
• 特点：每个线程都有一个（线程私有）
• 意义：支持多线程间的上下文切换

2、虚拟机栈（JVM Stack）

Java 虚拟机栈的生命周期与线程相同。

当线程执行一个方法时，会创建一个对应的 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，然后栈帧会被压入栈中。当方法执行完毕后，栈帧会从栈中移除。

栈帧是 JVM 运行时栈的基本单位，存储方法执行所需的变量和计算结果，方法调用时入栈，执行完毕后出栈。
在这里插入图片描述

3、本地方法栈（Native Method Stack）

本地方法栈与虚拟机栈相似，区别在于虚拟机栈是为 JVM 执行 Java 编写的方法服务的，而本地方法栈是为 Java 调用本地（native） 方法服务的，由 C/C++ 编写。

在本地方法栈中，主要存放了 native 方法的局部变量、动态链接和方法出口等信息。当一个 Java 程序调用一个 native 方法时，JVM 会切换到本地方法栈来执行这个方法。

运用场景：

当 Java 应用需要与操作系统底层或硬件交互时，通常会用到本地方法栈。

比如调用操作系统的特定功能，如内存管理、文件操作、系统时间、系统调用等。

举例：System.currentTimeMillis() 就是调用本地方法来获取操作系统的当前时间。

再比如 JVM 自身的一些底层功能也需要通过本地方法来实现。像 Object 类中的 hashCode() 方法、clone() 方法等。

解释一下 native 方法：

Native 方法是在 Java 中通过 native 关键字声明的，用于调用非 Java 语言（如 C/C++）编写的代码。Java 可以通过 JNI（Java Native Interface）与底层系统、硬件设备、或高性能的本地库进行交互。

使用本地方法栈（Native Method Stack）的主要目的是与操作系统底层或硬件交互，而 native 方法通常使用 C/C++ 主要是为了更高效地访问底层资源。

4、堆（Heap）

堆被所有线程共享，在 JVM 启动时创建，主要存放所有 new 出来的对象实例。

Java 中“几乎”所有的对象都会在堆中分配，堆也是 垃圾收集器(GC) 管理的目标区域。

从内存回收的角度来看，由于垃圾收集器大部分都是基于分代收集理论设计的，所以堆也会被划分为 新生代、老年代、Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间 等。
但随着 JIT 编译器 的发展和逃逸技术的逐渐成熟，“所有的对象都会分配到堆上”就不再那么绝对了。

JIT（Just-In-Time）编译器，即即时编译器，是 JVM（Java 虚拟机）中的动态优化组件，用于将字节码转换为机器码，提升 Java 代码的执行效率。

从 JDK 7 开始，JVM 已经默认开启逃逸分析了，如果某些方法里的对象无法逃逸(被方法体外使用)出去，那么对象可以直接在栈上分配内存，但是会逃逸的对象一定要分配到堆中，因为堆是公共的，而栈是私有的。

5、方法区/元空间（MetaSpace）

方法区并不真实存在，属于 Java 虚拟机规范中的一个逻辑概念，用于存储已被 JVM 加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等。

在 HotSpot 虚拟机中，方法区的实现称为永久代（PermGen），但在 Java 8 及之后的版本中，已经被元空间（Metaspace）所替代。

变量存在堆栈的什么位置？

对于局部变量来说，它存储在当前方法的栈帧中的局部变量表中。当方法执行完毕，栈帧被回收，局部变量也会被释放。

栈帧是 JVM 运行时栈的基本单位

public void method() {
    int localVar = 100;  // 局部变量，存储在栈帧中的局部变量表里
}

对于静态变量来说，它存储在 Java 规范中的方法区中，也就是元空间（Metaspace）。

public class StaticVarDemo {
    public static int staticVar = 100;  // 静态变量，存储在方法区中
}