一、記憶體與執行緒

1、記憶體結構

記憶體是計算機的重要部件之一,它是外存與CPU進行溝通的橋樑，計算機中所有程式的執行都在記憶體中進行，記憶體效能的強弱影響計算機整體發揮的水平。JVM的記憶體結構規定Java程式在執行時記憶體的申請、劃分、使用、回收的管理策略，通說來說JVM的記憶體管理指執行時資料區這一大塊的管理。

JVM中一個應用是可以有多個執行緒並行執行，執行緒被一對一對映為服務所在作業系統執行緒，排程在可用的CPU上執行，啟動時會建立一個作業系統執行緒；當該執行緒終止時，這個作業系統執行緒也會被回收。

在虛擬機器啟動執行時，會建立多個執行緒，資料區中有的模組是執行緒共享的，有的是執行緒私有的：

執行緒共享：後設資料區、堆Heap；

執行緒私有：虛擬機器棧、本地方法棧、程式計數器；

單個CPU在特定時刻只能執行一個執行緒，所以多執行緒透過幾塊空間的使用，然後不斷的爭搶CPU的執行時間段。

基本描述

方法元空間(方法區)在JVM啟動的時候被建立，是被各個執行緒共享的記憶體空間，用於存放類和方法的後設資料以及常量池，比如Class和Method。

在實際的開發中，經常因為載入的類太多，進而導致記憶體溢位問題，這樣可以對元空間的大小進行擴充套件。

與堆的關係

元空間存放載入的類資訊，當類被例項化時，堆中儲存例項化的物件資訊，並且透過物件型別資料的指標找到類。

基本描述

JVM啟動時建立堆區，是記憶體管理的核心區，通常情況下也是最大的記憶體空間，是被所有執行緒共享的，幾乎所有的物件例項都要在堆中分配記憶體，所以這裡也是垃圾回收的重點空間。

堆疊關係

棧是JVM執行時的單位，堆是儲存單位，當棧中方法結束，相關物件失去所有引用後，不會馬上被移除堆空間，要等到垃圾收集器執行的時候。

虛擬機器棧(Java棧)在每個執行緒建立時都會生成一個虛擬機器棧，棧的內部是一個個棧幀單元，對應Java方法的呼叫，其生命週期和執行緒週期保持一致。用來儲存方法的區域性遍歷，部分執行結果，方法的呼叫和返回。

棧幀是方法執行的資料集，維持執行過程中的各種資料資訊，執行的方法依次入棧，棧頂存放當前要執行的方法，執行結束後出棧，對於棧沒有垃圾回收問題。

基本描述

JVM中程式計數暫存器用來儲存下一條將要執行指令的地址，執行引擎獲取到指令後進行執行，是執行緒私有的。它可以看作是當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器。

前後關係

執行緒在獲取CPU的時間段內執行程式碼，但是執行緒隨時可能沒有執行完就被掛起，等到執行緒A再次獲取CPU執行時，CPU 得知道執行到執行緒A的哪一個指令，程式計數器會儲存該動作。

本地方法棧與虛擬機器棧所起到的作用是類似的，虛擬機器棧為虛擬機器執行Java方法，本地方法棧管理虛擬機器使用到的本地方法，在虛擬機器規範中對本地方法棧中方法使用的語言、使用方式與資料結構並沒有強制規定，因此具體的虛擬機器可以自由實現它。HotSpot虛擬機器直接就把本地方法棧和虛擬機器棧合二為一。

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