1. Java虚拟机的架构

1) 类加载子系统负责从文件系统或者网络中加载Class信息，加载的类信息存放于一块称为方法的内存空间。除了类信息外，方法区中可能还会存放运行时常量池信息，包括字符串字面量和数字量（这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射）。

2) Java堆在虚拟机启动的时候建立，它是Java程序最主要的内存工作区域。几乎所有的Java对象实例都放于Java堆中。堆空间是所有线程共享的，这是一块与Java应用密切相关的内存区间。

3) Java的NIO库允许Java程序使用直接内存。直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。通常，访问直接内存的速度会优于Java堆。因此出于性能考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不会受限于Xmx指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。

4) 垃圾回收系统是Java虚拟机的重要组成部分，垃圾回收器可以对方法区、Java堆和直接内存进行回收。

5) 每一个Java虚拟机线程都有一个私有的Java栈。一个线程的Java栈在线程创建的时候被创建。Java保存着帧信息，Java栈中保存着局部变量、方法参数，同时和Java 方法的调用、返回密切相关。

6) 本地方法和Java栈非常类似，最大的不同在于Java栈用于Java方法的调用，而本地方法栈用于方法调用。作为Java虚拟机的重要扩展，Java虚拟机直接调用本地方法（通常使用C编写）。

7) PC寄存器也是每个线程私有的空间，Java虚拟机会为每一个Java线程创建PC寄存器。在任意时刻，一个Java线程总是在执行一个方法，这个正在被执行的方法称为当前方法。如果当前方法不是本地方法，PC寄存器就会指向当前正在被执行的指令。如果当前方法是本地方法，那么PC寄存的值就是undefined.

8) 执行引擎是Java虚拟机最核心组件之一，它负责执行虚拟机的字节码。现代虚拟机为了提高执行效率。会使用即时编译技术方法编译成机器码后再执行。

2. 堆空间的一般结构

2.1 结构图

绝大多数情况下，对象首先分配地eden区，在一次新生代回收后，如果对象还存活，则会进入s0或者s1之后，每经过一次新生代回收，对象如果还存在，它的年龄就会加1 。当对象的年龄达到一定条件后，就会认为是老年对象，从而进入老年代。

2.2 例子

堆、方法区、栈的关系

3. 出入Java栈

1. Java栈是一块线程私有的内存空间。如果说，Java堆和程序数据密切相关，那么栈就是和线程执行密切相关。线程执行的基本行为是函数调用，每次函数调用的数据是通过Java栈传递的。

2. Java栈中保存的主要内容为栈帧。每一次函数调用，都会有一个对应的栈帧被压入Java栈，每一个函数调用结束，都会有一个栈帧被弹出Java栈。

3. JaVa栈方法有两种返回函数的方式，一种是正常的函数返回，使用return指；另外一种是抛出异常。

3.1 栈帧和函数调用

1. 由于每次函数调用都会生成对应的栈帧，从而占用一定的栈空间，因此，如果栈空间不足，那么函数调用自然无法继续进入下去。当请求的栈深度大于最大可用栈深度时，系统就会抛出StackOverflowError 栈溢出错误。

2. 函数嵌套调用的层次在很大程度上由栈的大小，栈越大，函数可以支持的嵌套调用次数就越多。

3.2局部变量表

1. 局部变量用于保存函数的参数以及局部变量。局部变量表中的变量只在当前函数调用中有效，当函数调用结束后，随着函数栈帧的销毁，局部变量表也会随之销毁。

2. 局部变量表在栈帧之中，因此，如果函数的参数和局部变量较多，会使得局部变量表膨胀，从而每一次函数调用就会占用更多的栈空间，最终导致函数的嵌套调用次数减少。

3. 栈帧中的局部变量表中的槽位是可以重复的，如果一个局部变量过了其作用域，那么在其作用域之后申明的新的局部变量就很有可能会复用过期局部变量的槽位，从而达节省资源的目的。

4. 局部变量表中的变量也是重要的垃圾回收根节点，只要被局部变量表中直接或间接引用的对象都是会被回收的。

3.3 操作数栈

操作数数也是一个先进后出的数据结构，只支持入栈和出栈两种操作。它主要用于保存计算的中间结果，同时作为计算过程中变量临时的存储空间。

3.4帧数据区

除了局部变量表和操作数外，Java栈帧还需要一些数据来支持常量池解析、正常方法返回和异常处理等。大部分Java字节指令需要进行常量池访问，在帧数据区中保存着访问常量池的指针，方便程序访问常量池。

3.5 栈上分配

1. 栈上分配是Java虚拟机提供的一项优化技术，它的基本思想是，对于那些线程私有的对象（这里不可能被其他线程访问的对象），可以将它们打散分配在栈上，而不是分配在堆上。分配在栈上的好处是可以在函数调用结束后自行销毁，而不是需要垃圾回收器的介入，从而提高系统的性能。

2. 栈上分配的一个技术基础是进行逃逸分析。逃逸分析的目的是判断对象的作用域是否可能逃逸出函数体。

以下方法属性逃逸对象

<span style="font-weight: normal;">private static User u;public static void alloc(){u = new User();u.id = "5";u.name = "gegym";}</span>

以下方法属性非逃逸对象

public static void alloc(){User u = new User();u.id = "5";u.name = "gegym";}

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