JVM内存区概述——InteviewOrientation

java虚拟机所管理的内存包含以下几个运行时数据区域：

1.程序计数器

（1）线程私有，即每个线程都会有一个，线程之间互不影响，独立存储

（2）可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器

（3）该内存区域是java虚拟机规范中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError的区域

2.java虚拟机栈

（1）线程私有，生命周期和线程相同

（2）描述的是java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时多会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链表、方法出口等信息。

每一个方法从调用直至完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。

（3）我们常说的堆内存与栈内存（笼统的划分），其中的栈指的就是虚拟机栈，或者更确切的说是局部变量表部分。

 局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型和对象引用（注意是对象引用，不是对象本身，可能是一个指向对象首地址的“指针”）和returnAddress类型。

（4）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在编译期即可确定。在方法运行期间，不会改变局部变量表的大小。

（5）Java虚拟机栈可能出现两种类型的异常：

线程请求的栈深度大于虚拟机允许的栈深度，将抛出StackOverflowError。

虚拟机栈空间可以动态扩展，当动态扩展是无法申请到足够的空间时，抛出OutOfMemoryError异常

譬如以下代码：

void func_A(arg_A1, arg_A2);void func_B(arg_B1, arg_B2);int main(int argc, char *argv[], char **envp){func_A(arg_A1, arg_A2);}void func_A(arg_A1, arg_A2){var_A;func_B(arg_B1, arg_B2);}void func_B(arg_B1, arg_B2){var_B1;var_B2;}

函数调用大致包括以下几个步骤：

参数入栈：将参数从右向左依次压入系统栈中
返回地址入栈：将当前代码区调用指令的下一条指令地址压入栈中，供函数返回时继续执行
代码区跳转：处理器从当前代码区跳转到被调用函数的入口处
栈帧调整：具体包括
保存当前栈帧状态值，已备后面恢复本栈帧时使用（EBP入栈）
将当前栈帧切换到新栈帧。（将ESP值装入EBP，更新栈帧底部）
给新栈帧分配空间。（把ESP减去所需空间的大小，抬高栈顶）

ESP：栈指针寄存器(extended stack pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶
EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，其内存放着一个指针，该指针永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部
函数栈帧：ESP和EBP之间的内存空间为当前栈帧，EBP标识了当前栈帧的底部，ESP标识了当前栈帧的顶部。

EIP：指令寄存器(extended instruction pointer)， 其内存放着一个指针，该指针永远指向下一条待执行的指令地址。

【作者：李根 链接：https://www.zhihu.com/question/22444939/answer/22200552 来源：知乎】

3.本地方法栈

（1）本地方法栈位为虚拟机使用到的native方法服务。 Sun HotSpot虚拟机把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

（2）异常类型同虚拟机栈

4.java堆

（1）线程共享，所以在虚拟机启动时就创建

（2）主要用于分配对象实例和数组。是垃圾收集器管理的主要区域。

（3）java堆可以处在物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上连续即可，就像我们的磁盘空间一样。

5.方法区

（1）线程共享

（2）用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据

（3）垃圾收集行为在此区域比较少见，主要针对常量池的回收和类型的卸载

运行时常量池——方法区的一部分

Class文件中的常量池：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。

运行时常量池相对于Class文件常量池的一个重要特征是具备动态性：即除了Class文件中常量池的内容能被放到运行时常量池外，运行期间也可能将新的常量放入池中，比如String类的intern（）方法。

△直接内存

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，又称堆外内存

NIO中会使用

问题：基本数据类型的成员变量放在jvm的哪块内存区域里？

答案：堆

解析：

成员变量i（非静态，实例变量），他是存放在java堆中。因为它不是静态的变量，不会独立于类的实例而存在，而该类实例化之后，放在堆中，当然也包含了它的属性i。
如果在方法中定义了int i = 0;则在局部变量表创建了两个对象：引用i和0。 这两个对象都是线程私有（安全）的。 比如定义了int[] is = new int[10]. 定义了两个对象，一个是is引用，放在局部变量表中，一个是长度为10的数组，放在堆中，这个数组，只能通过is来访问，方法结束后出栈，is被销毁，根据java的根搜索算法，判断数组不可达，就将它销毁了。

为什么要把堆和栈区分出来呢？栈中不是也可以存储数据吗？

    第一，从软件设计的角度看，栈代表了处理逻辑，而堆代表了数据。这样分开，使得处理逻辑更为清晰。分而治之的思想。这种隔离、模块化的思想在软件设计的方方面面都有体现。

    第二，堆与栈的分离，使得堆中的内容可以被多个栈共享（也可以理解为多个线程访问同一个对象）。这种共享的收益是很多的。一方面这种共享提供了一种有效的数据交互方式(如：共享内存)，另一方面，堆中的共享常量和缓存可以被所有栈访问，节省了空间。

    第三，栈因为运行时的需要，比如保存系统运行的上下文，需要进行地址段的划分。由于栈只能向上增长，因此就会限制住栈存储内容的能力。而堆不同，堆中的对象是可以根据需要动态增长的，因此栈和堆的拆分，使得动态增长成为可能，相应栈中只需记录堆中的一个地址即可。

    第四，面向对象就是堆和栈的完美结合。其实，面向对象方式的程序与以前结构化的程序在执行上没有任何区别。但是，面向对象的引入，使得对待问题的思考方式发生了改变，而更接近于自然方式的思考。当我们把对象拆开，你会发现，对象的属性其实就是数据，存放在堆中；而对象的行为（方法），就是运行逻辑，放在栈中。我们在编写对象的时候，其实即编写了数据结构，也编写的处理数据的逻辑。不得不承认，面向对象的设计，确实很美。

 Java中的参数传递时传值呢？还是传引用？

    要说明这个问题，先要明确两点：

         1. 不要试图与C进行类比，Java中没有指针的概念

         2. 程序运行永远都是在栈中进行的，因而参数传递时，只存在传递基本类型和对象引用的问题。不会直接传对象本身。

    明确以上两点后。Java在方法调用传递参数时，因为没有指针，所以它都是进行传值调用（这点可以参考C的传值调用）。因此，很多书里面都说Java是进行传值调用，这点没有问题，而且也简化的C中复杂性。

    但是传引用的错觉是如何造成的呢？在运行栈中，基本类型和引用的处理是一样的，都是传值，所以，如果是传引用的方法调用，也同时可以理解为“传引用值”的传值调用，即引用的处理跟基本类型是完全一样的。但是当进入被调用方法时，被传递的这个引用的值，被程序解释（或者查找）到堆中的对象，这个时候才对应到真正的对象。如果此时进行修改，修改的是引用对应的对象，而不是引用本身，即：修改的是堆中的数据。所以这个修改是可以保持的了。