JVM中有哪些内存区域，分别都是用来干什么的？

在上一篇文章中我们聊了下JVM类加载机制相关的内容，现在来简单回顾一下。

关于类加载机制，有几点大家需要搞明白：

• 什么情况下会触发类的加载？
  

• 类加载的过程有哪些？每个过程分别是干什么的？譬如验证、准备和解析阶段分别是干什么？

• 更要明白准备阶段和初始化阶段，虚拟机是如何为类分配内存空间的？

• 类加载器的规则是什么？

JVM内存区域

了解完JVM的类加载机制之后，还要了解一下JVM的内存区域是怎么划分的，这也是互联网公司面试必问的点。

那到底JVM的内存区域是怎么划分的呢？

JVM内存区域主要包含：方法区  程序计数器  Java虚拟机栈  本地方法栈 Java堆,如下图：

1、方法区：

方法区在JDK1.8之后把名字改成了“Metaspace"，可以翻译成"元数据空间"，这是一块线程共享的内存空间，主要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。

Java虚拟机规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它有一个别名”Non-Heap 非堆“ 用于与Java堆区分。

很多人愿意把方法区成为”永久代“，本质上两者并不等价。HotSpot虚拟机 团队选择把GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久带实现方法区而已。

方法区存在的问题：

• 永久代容易遇到内存溢出问题（HotSpot永久代有-XX:MaxPermSize上限）

• 当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常

运行时常量池也是方法区的一个部分，主要用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用。类加载后会进入方法区的运行时常量池

运行时常量池存在的问题：

• 当常量池无法再申请到内存空间时会抛出OutOfMemoryError异常

2、虚拟机栈

虚拟机栈是线程私有的内存空间，其生命周期与线程相同，是用于Java方法执行的内存模型。方法执行时会创建栈帧，用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等。

虚拟机栈存在的问题：

• 线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，抛出StackOverflowError异常

• 虚拟机栈动态扩展时无法申请到足够的内存，抛出OutOfMemoryError异常

3、本地方法栈

其发挥的作用和存在的问题与Java虚拟机栈类似，这里主要说一下其区别。其区别主要是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈为虚拟机使用到Native方法服务。

知识点：Hotspot虚拟机中将本地方法栈与虚拟机栈合二为一。

4、Java堆

Java堆是虚拟机中占内存最大的一块内存空间，是所有线程共享的内存区域，当虚拟机启动的时候就会创建。它的作用主要是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。我们来看下Java虚拟机规范是怎么描述它的：

所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配到堆上也渐渐变得不是那么”绝对“了。

这一块内存空间也是垃圾收集器管理的主要区域，所以有时候也被称为”GC堆“。

Java堆存在的问题：

• 如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

5、程序计数器

程序计数器是线程私有的一块占用较小的内存空间，主要用于记录当前线程执行到哪里了。而且这也是唯一一个没有内存溢出的区域。

6、直接内存

除了以上几块内存空间外，还有一块内存空间就是直接内存，它不属于运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分频繁使用也可能导致OutOfMemoryError异常。NIO可以使用Native函数库直接分配堆外内存空间。

文末小结

关于jvm内存区域空间要重点关注方法区，程序计数器，Java虚拟机栈和Java堆这些内存区域的作用。只有在了解了虚拟机是怎么使用内存的之后，才能在出现内存溢出和泄漏时更快速的定位和排查解决问题。

最后附上一张关于Java内存区域的思维导图