JVM 的内存区域是如何划分的？

回答重点

Java 虚拟机运行时数据区分为方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。

1）方法区（Method Area）：

• 存储类信息、常量、静态变量和即时编译器（JIT）编译后的代码。
• 属于线程共享区域，所有线程共享方法区内存。
• 在 JDK 8 之前，HotSpot 使用永久代（PermGen）来实现方法区，JDK 8 之后被元空间（Metaspace） 取代，元空间使用的是本地内存（Native Memory）。

2）堆（Heap）：

• 用于存放所有线程共享的对象和数组，是垃圾回收的主要区域。

3）虚拟机栈（JVM Stack）：

• 每个线程创建一个栈，用来保存局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口信息等。
• 局部变量表中存储的是基本数据类型（如 int、float）以及对象引用。
• 栈是线程私有的，生命周期与线程相同。

4）本地方法栈（Native Method Stack）：

• 为本地方法服务，使用 JNI（Java Native Interface）调用的本地代码在此区域分配内存。
• 和虚拟机栈类似，也是线程私有的。

5）程序计数器（Program Counter Register）：

• 是一个小的内存区域，保存当前线程执行的字节码指令的地址或行号。
• 每个线程都有一个独立的程序计数器，属于线程私有。

还有一个直接内存（Direct Memory） 这里也提一下，它属于 JVM 之外的内存区域：

• 由 NIO 库通过 ByteBuffer 直接分配的内存。
• 直接内存的大小不受堆内存限制，但会受到本机内存的限制。

扩展知识

方法区和永久代的区别：

• JDK 7 及之前，HotSpot 使用永久代（PermGen）实现方法区，主要存储类信息、静态变量等。
• JDK 8 之后，永久代被移除，改为使用元空间（Metaspace），元空间使用本地内存（Native Memory）来提高性能和避免 OOM 错误。元空间可以动态调整大小，而永久代大小是固定的。

堆内存的进一步划分

• Eden 区：新对象最初会被分配到 Eden 区，且 Eden 区较大，频繁进行垃圾回收。
• Survivor 区：两个 Survivor 区 S0 和 S1 交替使用，新对象在 Eden 区经过一次垃圾回收后存放到其中一个 Survivor 区，进一步存活的对象会移动到另一个 Survivor 区，最终晋升到老年代。
• 老年代：长生命周期对象经过多次垃圾回收后会被移到老年代，Major GC 在老年代进行，频率较低但耗时较长。

虚拟机栈和栈帧

• 每当一个方法被调用时，虚拟机会在栈中创建一个新的栈帧（Stack Frame），该栈帧用于存储方法的局部变量表、操作数栈、常量池引用等。方法执行完毕后，栈帧会被弹出，释放内存。

程序计数器的作用

• 程序计数器是唯一不会出现 OOM 错误的内存区域，因为它只需要记录当前执行的字节码行号，非常小。多线程环境下，每个线程都有自己的程序计数器，以实现线程切换时的准确恢复。