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之前对这个技术只是浅尝辄止，这次花了一周时间深入研究，收获很多，整理成文分享出来。

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引言

在

Java

虚拟机（JVM）内存模型 对于开发者优化性能、避免内存泄漏和高效管理内存至关重要。

JVM

内存模型主要由多个区域组成，涵盖了从程序计数器到直接内存等多个方面。

每个区域有其特定的作用、管理方式和生命周期。

JVM

应用程序的执行提供了一个清晰的内存管理框架。

主要包括以下几个部分：

Counter

• 程序计数器是一块很小的内存区域，用来存储当前线程所执行的字节码的地址。

  它是线程私有的，每个线程都有自己的程序计数器。

• 作用：线程切换时，程序计数器可以保存当前线程执行的位置，以便恢复执行。

  虚拟机栈（JVM

  • 每个线程在创建时都会分配一个虚拟机栈，用于存储方法调用时的栈帧。

    栈帧包含了局部变量、操作数栈、动态链接和方法出口等信息。

  • 作用：每个方法调用都会创建一个新的栈帧，栈帧会在方法调用结束时销毁。

  本地方法栈（Native

  Method

  • 本地方法栈专门用于处理本地方法（即由

    JNI

    内存管理的核心部分，主要用于存储对象实例和数组。

    所有的类实例和数组都在堆中分配内存。

    堆是所有线程共享的。

  • 作用：垃圾回收器会在堆内进行垃圾回收，回收不再被引用的对象。

  方法区（Method

  Area）：

  • 方法区用于存储 类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码 等数据。

    方法区被所有线程共享。

  • 作用：它相当于程序的 永久代（在

    JDK

    中被称为 元空间。

  运行时常量池（Runtime

  Constant

  • 运行时常量池是方法区的一部分，主要用于存储 类的常量 和 静态变量。

    常量池中的数据会被每个类共享。

  直接内存（Direct

  Memory）：

  最佳实践：

  经过多个项目的验证，我总结了几个关键点：1)

  做好异常处理

  这些看似简单，但能避免很多生产环境问题。

• 直接内存并不是

  JVM

  内存模型的一部分，但它是通过 NIO（New

  IO） 库中的 ByteBuffer 来分配的内存区域，用于直接与

  I/O

堆和栈的区别

堆和栈是

JVM

内存模型中的两个主要区域，它们在用途、生命周期、存取速度等方面有显著的区别。

区域	堆	栈
用途	存储对象实例和数组	存储方法调用时的局部变量和栈帧
生命周期	对象生命周期由垃圾回收器管理	随着方法调用的结束而销毁
存取速度	较慢，因为需要进行垃圾回收和对象管理	较快，操作局部变量和方法调用时的堆栈
存储空间	较大，适合存储大量数据	较小，每个线程的栈大小是固定的
可见性	共享区域，所有线程都可以访问	每个线程私有，线程间不可见

栈中存的是指针还是对象

在栈中，存储的主要是方法调用过程中的 局部变量 和 栈帧，而不是实际的对象。

对象实例是存储在 堆 中的，而栈中存储的是指向这些对象的 引用 或 指针。

具体来说，当我们在方法中创建一个对象时，栈中会分配内存来存储该对象的 引用（指针），而对象的实际数据存储在堆中。

栈中没有实际存储对象的内容，只是指向堆中对象的内存位置。

堆的不同部分

堆内存通常被划分为多个不同的区域，用来优化 垃圾回收（GC）和内存分配。

主要包括：

• 新生代（Young

  • 新生代用于存储新创建的对象。

    由于大部分对象的生命周期较短，因此新生代的垃圾回收会更频繁。

  • 新生代又可以划分为 Eden

    区 和 两个

    Survivor

• 老年代（Old

  • 老年代用于存储长时间存活的对象。

    一般来说，当一个对象在新生代经过多次垃圾回收后还存活，就会被移到老年代。

  • 老年代的垃圾回收频率较低，回收开销较大。

• 元空间（Metaspace）：

  • 在

  之前，方法区和永久代（PermGen）是堆的一部分，存储类的元数据。

  JDK

  1.8

  之后，方法区改为 元空间，不再是堆的一部分，而是直接使用本地内存。

大对象区（Large

Object

• 大对象区用于存储较大的对象，如大数组。

  由于这些对象的创建和回收成本较高，因此它们通常会被直接分配到老年代。

总结

理解 JVM

Java

开发者来说至关重要。

通过清晰的理解内存的各个区域，可以帮助开发者更好地优化程序性能、避免内存泄漏等问题。

总结要点：

• JVM

  内存模型 包括程序计数器、Java

• 堆和栈 有不同的用途和生命周期，堆用于存储对象，而栈用于存储方法调用和局部变量。

• 共享内存 和 大对象区 有助于优化内存管理，减少内存分配和垃圾回收的开销。

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