JVM内存区域

如无特殊声明，均指HotSpot虚拟机

虚拟机内存区域

JDK7之前内存区域

• 程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器，相当于计算机系统中的PC寄存器，每个线程有一个独立的程序计数器。
  如果线程正在执行Java方法，计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行本地方法，这个计数器的值为空。
• Java虚拟机栈：线程私有，生命周期与线程相同，相当于计算机系统中函数调用的栈。
  虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java虚拟机都是同步创建一个栈桢（Stack Frame）用于存储局部变量表，操作数栈、动态连接、方法出口等信息。方法的调用与返回，对应着一个栈桢在虚拟机中从入栈到出栈的过程。
• 本地方法栈：与虚拟机栈类似，为虚拟机执行本地方法时服务。
• Java堆：对虚拟机来说，相当于传统C、C++内存布局中的堆，时虚拟机管理的内存中最大的一块，被所有线程共享，虚拟机启动时创建，存放对象实例，程序运行时产生的对象都在堆上分配。
• 方法区：方法区线程共享，物理上属于堆的一部分。用于存储被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。在《Java虚拟机规范中》被描述为堆的逻辑部分。
  Class文件中的常量池表在类加载后存放到方法区的运行时常量池

关于方法区

方法区是虚拟机的规范，JDK8之前的实现是永久代（Perm Generation），JDK8改为元空间（Meta Space）。永久代有内存上限，即使不设置也有默认大小，容易造成内存溢出，而且不同虚拟机的永久代实现不同会造成某些方法的不同表现。JDK7时，原本在永久代的字符串常量池、静态变量被移出到堆区，到JDK8完全废弃了永久代的概念，将JDK7永久代中还剩下的内容（主要是类型信息）移到本地内存实现的元空间中。

JDK8内存区域

总结：

• JDK7之前，方法区的实现为永久代，内存区域如上图，字符串常量池、静态变量、类型信息等均在永久代，永久代物理上属于堆区的一部分；
• JDK7，方法区实现为永久代，字符串常量池、静态变量等被移到堆区；
• JDK8，永久代被废弃，方法区实现为元空间，字符串常量池、静态变量等在堆区，类型信息在本地内存实现的元空间中。

JVM内存结构与进程内存结构

首先明白一点，JVM本质上也是一个进程运行在操作系统上，对于操作系统来说，它与其他进程并没有区别，我们的Java程序是由jvm进程读取加载Class文件，然后执行字节码运行起来的

x86-64Linux进程虚拟地址空间

• 程序代码和数据：对所有的进程来说，代码从同一固定地址开始。代码和数据区是直接按照可执行目标文件的内容初始化的。
• 堆：代码和数据区在进程一开始运行时就被指定了大小，堆可以在运行时动态地扩展和收缩，如调用C语言的malloc和free函数。
• 共享库：大约在地址空间的中间部分是一块用来存放像C标准库和数学库这样的共享的代码和数据的区域。
• 栈：用户虚拟地址空间的顶部是栈，编译器进行函数调用时会压栈，该区域向下增长；出栈时该区域向上收缩。
• 内核虚拟内存：地址空间顶部为内核保留，包含当前进程的特有信息与通用的内核代码数据。应用程序不能直接读写这个区域的内容或调用内核函数，必须进入内核态。

二者关系（JDK8）

1. JVM进程的用户栈、代码和数据、共享库、内核内存与普通进程无区别；
2. JVM进程向操作系统申请堆内存，一部分为堆（相对于Java堆）外内存（对于虚拟机运行时数据区来说为本地内存），一部分作为Java对象分配内存的堆区（真正的堆区）；
3. JVM一次性向操作系统申请了大块内存作为Java对象的内存分配区域，完全由虚拟机自己管理，创建Java对象时无需经系统调用

以上参考《深入理解Java虚拟机》第三版

Q.E.D.