前言

我們知道，Java的記憶體管理是由JVM虛擬機器來控制的，作為Java程式開發者不需要像C、C++的開發人員一樣對記憶體進行管理，這大大降低了開發的複雜度。但隨之而來的問題是，一旦出現記憶體洩漏和溢位方面的問題，如果不瞭解虛擬機器是如何使用記憶體的，那麼排查錯誤將會變得很困難，並且瞭解了JVM記憶體的管理機制後，我們可以在開發過程中就儘量避免會使記憶體溢位或洩露問題的產生。

JVM記憶體劃分

1.程式計數器(Program Counter Register)

它是一塊較小的記憶體空間，可以看成是當前執行緒所執行的行號指示器。它對每個執行緒來說都是獨立的，互不影響，稱其為執行緒私有

我們知道，CPU的執行是將時間劃分為很多個細小的片段，每個片段執行的不同的執行緒，因為這個時間片很小，所以在我們使用看來，電腦可以同時做很多件事情，比如看電影、聽音樂等等，但實際上它們是輪流執行的。

在JVM中，多執行緒是通過執行緒輪流切換並分配處理器執行時間的方式來實現的(類似於CPU)，因此在任何一個確定的時期，一個處理器都只會執行一條執行緒中的指令。因此，為了執行緒切換後能恢復到正確的執行位置，每條執行緒都會有個獨立的程式計數器，用來記錄該執行緒執行到的位置。

2.Java虛擬機器棧(Stack)

與程式計算器一樣，Java虛擬機器棧也是執行緒私有的，它的生命週期與執行緒相同。它描述的是Java方法執行時的記憶體模型

區域性變量表：存放了編譯期可知的各種基本資料型別(boolean、 byte、char、short、int、float、long、double)、物件引用(可能是一個指向物件起始地址的引用指標，也可能是指向一個代表物件的控制代碼或其他與此物件相關的位置)和returnAddress型別(指向了一條位元組碼指令的地址)。
其中，64位長度的long和double型別資料會佔用2個區域性變數空間(Slot)，其餘資料型別只佔用1個。區域性變量表所需的記憶體空間在編譯期間完成分配，當進入一個方法時，這個方法需要在幀中分配多大的區域性變數空間是完全確定的，在方法執行期間不會改變區域性變量表的大小。

在JVM規範中，對棧(Stack)區域規定了兩種異常狀況：如果執行緒請求的棧深度大於虛擬機器所允許的深度，將丟擲 StackOverflowError 異常；如果棧可以動態擴充套件，在擴充套件時無法申請到足夠的記憶體，就會丟擲 OutOfMemoryError 異常。

3.本地方法棧(瞭解)

它與虛擬機器棧的作用類似，區別：前者為虛擬機器使用到的Native方法服務，後者為虛擬機器執行Java方法(也就是位元組碼)服務。

4.Java堆(Heap)

對於大多數應用來說，Heap是JVM所管理的記憶體中最大的一塊。它是所有執行緒共享的一塊記憶體區域，在虛擬機器啟動時建立，唯一目的是存放物件例項（所有的物件例項及陣列都要在堆上分配，但隨著優化技術的發展，所有的物件都分配在堆上也漸漸變得不是那麼絕對了）

Java堆是垃圾收集器管理的主要區域，因此很多時候也稱為GC堆(Garbage Collected Heap)
從記憶體的分配角度看，執行緒共享的Java堆中可能劃分出多個執行緒私有的分配緩衝區域，但儲存的都是物件例項。根據JVM規範的規定，Java堆可以處於物理上不連續的記憶體空間中，只要邏輯上是連續的即可。當前主流的虛擬機器都是按照可擴充套件來實現的(通過-Xmx和-Xms控制)。如果在堆中沒有記憶體完成例項分配，並且堆也無法擴充套件時，將會丟擲 OutOfMemoryError 異常。

5.方法區(Method Area)

與堆相同，是各個執行緒共享的記憶體區域，它用於儲存已被虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等資料。
在方法區中，除了和堆一樣不需要連續的記憶體和可以選擇固定大小或者可擴充套件外，還可以選擇不實現垃圾收集。方法區中的資料相對而言垃圾回收出現的少，這區域的記憶體回收目標主要是針對常量池的回收和對型別的解除安裝。當方法區無法滿足記憶體分配需求時，將丟擲 OutOfMemoryError。

6.執行時常量池(Runtime Constant Pool)

它是方法區的一部分。Class檔案中除了有類的版本、欄位、方法、介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池，用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。這部分內容將在類載入後進入方法區的執行時常量池中存放。
JVM對Class檔案每一部分(包括常量池)的格式都有嚴格規定，每一個位元組用於儲存哪種資料都必須符合規範才會被虛擬機器認可、裝載和執行。但對於執行時常量池，JVM沒有做任何細節的要求。