JVM内存结构深度解析，有哪些关键点需要深入理解？
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《免费领取 JVM 学习资料——《深入理解 JVM（一）——JVM 内存结构之官方文档解读》+ 在上一篇文章中，我们通过 JDK 官方说明文档，对 JVM 内存结构进行了初步的了解。接下来，我们将继续深入探讨 JVM 的内存结构，并通过官方文档进行解读。》
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在上一篇文章《深入理解 JVM（一）-JVM 内存结构之官方文档解读》中，通过 JDK 官方说明文档，我们对 JVM 结构有了一个初步认识，接下来我们通过自己的理解来深入剖析下 JVM 内存结构。
JVM内存结构
1.PC寄存器
1、当前线程所执行的字节码行号指示器。
2、每个线程都有一个自己的PC计数器。
3、线程私有的，生命周期与线程相同，随JVM启动而生，JVM关闭而死。
4、线程执行Java方法时，记录其正在执行的虚拟机字节码指令地址。
5、线程执行Native方法时，计数器记录为空(Undefined)。
6、唯一在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况区域。
2.Java虚拟机栈
存储栈帧（包括局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口），保存局部变量和尚未计算好的结果，线程私有的，生命周期与线程相同，随JVM启动而生，JVM关闭而死。
3.堆
Java堆是被所有线程共享的最大的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存（还可能栈上分配，系列文章后续会详细说明）。
4.方法区
方法区和Java堆一样，为多个线程共享，它用于存储类信息、常量、静态常量和即时编译后的代码等数据。
5.运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法和接口等描述信息外， 还有一类信息是常量池，用于存储编译期间生成的各种字面量和符号引用。
6.本地方法栈
本地方法栈和Java虚拟机栈发挥的作用非常相似，主要区别是Java虚拟机栈执行的是Java方法服务，而本地方法栈执行Native方法服务(通常用C编写)。
7.直接内存
直接内存不属于虚拟机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。Java NIO允许Java程序直接访问直接内存，通常直接内存的速度会优于Java堆内存。因此，对于读写频繁、性能要求高的场景，可以考虑使用直接内存。
栈帧结构
1. 局部变量表
局部变量表是一组变量值的存储空间，用于存储方法参数和局部变量。在 Class 文件的方法表的 Code 属性的 max_locals 指定了该方法所需局部变量表的最大容量。局部变量表在编译期间分配内存空间，可以存放编译期的各种变量类型：
1. 基本数据类型：boolean, byte, char, short, int, float, long, double 等 8 种；
2. 对象引用类型：reference，指向对象起始地址的引用指针；
3. 返回地址类型：returnAddress，返回地址的类型。
变量槽 (Variable Slot)：
变量槽是局部变量表的最小单位，规定大小为 32 位。对于 64 位的 long 和 double 变量而言，虚拟机会为其分配两个连续的 Slot 空间。
2. 操作数栈
在Class文件的Code属性的max_stacks指定了执行过程中最大的栈深度，
1. 和局部变量表一样，操作数栈也是一个以 32 字长为单位的数组。
2. 虚拟机在操作数栈中可存储的数据类型：int、long、float、double、reference 和 returnType 等类型 (对于 byte、short 以及 char 类型的值在压入到操作数栈之前，也会被转换为 int)。
3. 和局部变量表不同的是，它不是通过索引来访问，而是通过标准的栈操作—压栈和出栈来访问。比如，如果某个指令把一个值压入到操作数栈中，稍后另一个指令就可以弹出这个值来使用。
虚拟机把操作数栈作为它的工作区 —— 大多数指令都要从这里弹出数据，执行运算，然后把结果压回操作数栈。
beginiload_0 // push the int in local variable 0 onto the stack
iload_1 // push the int in local variable 1 onto the stack
iadd // pop two ints, add them, push result
istore_2 // pop int, store into local variable 2
end
在这个字节码序列里，前两个指令 iload_0和 iload_1 将存储在局部变量表中索引为 0 和 1 的整数压入操作数栈中，其后 iadd 指令从操作数栈中弹出那两个整数相加，再将结果压入操作数栈。第四条指令 istore_2 则从操作数栈中弹出结果，并把它存储到局部变量表索引为 2 的位置。
下图详细表述了这个过程中局部变量表和操作数栈的状态变化 (图中没有使用的局部变量表和操作数栈区域以空白表示)。
3. 动态链接
每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中所属的方法引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。
Class 文件的常量池中存在有大量的符号引用，字节码中的方法调用指令就以常量池中指向方法的符号引用为参数。这些符号引用：
1. 静态解析：一部分会在类加载阶段或第一次使用的时候转化为直接引用（如 final、static 域等），称为静态解析，
2. 动态解析：另一部分将在每一次的运行期间转化为直接引用，称为动态链接。
4. 方法返回地址
当一个方法开始执行以后，只有两种方法可以退出当前方法：
1. 正常返回：当执行遇到返回指令，会将返回值传递给上层的方法调用者，这种退出的方式称为正常完成出口 (Normal Method Invocation Completion)，一般来说，调用者的 PC 计数器可以作为返回地址。
2. 异常返回：当执行遇到异常，并且当前方法体内没有得到处理，就会导致方法退出，此时是没有返回值的，称为异常完成出口 (Abrupt Method Invocation Completion)，返回地址要通过异常处理器表来确定。
当一个方法返回时，可能依次进行以下 3 个操作：
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在上一篇文章《深入理解 JVM（一）-JVM 内存结构之官方文档解读》中，通过 JDK 官方说明文档，我们对 JVM 结构有了一个初步认识，接下来我们通过自己的理解来深入剖析下 JVM 内存结构。
JVM内存结构
1.PC寄存器
1、当前线程所执行的字节码行号指示器。
2、每个线程都有一个自己的PC计数器。
3、线程私有的，生命周期与线程相同，随JVM启动而生，JVM关闭而死。
4、线程执行Java方法时，记录其正在执行的虚拟机字节码指令地址。
5、线程执行Native方法时，计数器记录为空(Undefined)。
6、唯一在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况区域。
2.Java虚拟机栈
存储栈帧（包括局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口），保存局部变量和尚未计算好的结果，线程私有的，生命周期与线程相同，随JVM启动而生，JVM关闭而死。
3.堆
Java堆是被所有线程共享的最大的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存（还可能栈上分配，系列文章后续会详细说明）。
4.方法区
方法区和Java堆一样，为多个线程共享，它用于存储类信息、常量、静态常量和即时编译后的代码等数据。
5.运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法和接口等描述信息外， 还有一类信息是常量池，用于存储编译期间生成的各种字面量和符号引用。
6.本地方法栈
本地方法栈和Java虚拟机栈发挥的作用非常相似，主要区别是Java虚拟机栈执行的是Java方法服务，而本地方法栈执行Native方法服务(通常用C编写)。
7.直接内存
直接内存不属于虚拟机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。Java NIO允许Java程序直接访问直接内存，通常直接内存的速度会优于Java堆内存。因此，对于读写频繁、性能要求高的场景，可以考虑使用直接内存。
栈帧结构
1. 局部变量表
局部变量表是一组变量值的存储空间，用于存储方法参数和局部变量。在 Class 文件的方法表的 Code 属性的 max_locals 指定了该方法所需局部变量表的最大容量。局部变量表在编译期间分配内存空间，可以存放编译期的各种变量类型：
1. 基本数据类型：boolean, byte, char, short, int, float, long, double 等 8 种；
2. 对象引用类型：reference，指向对象起始地址的引用指针；
3. 返回地址类型：returnAddress，返回地址的类型。
变量槽 (Variable Slot)：
变量槽是局部变量表的最小单位，规定大小为 32 位。对于 64 位的 long 和 double 变量而言，虚拟机会为其分配两个连续的 Slot 空间。
2. 操作数栈
在Class文件的Code属性的max_stacks指定了执行过程中最大的栈深度，
1. 和局部变量表一样，操作数栈也是一个以 32 字长为单位的数组。
2. 虚拟机在操作数栈中可存储的数据类型：int、long、float、double、reference 和 returnType 等类型 (对于 byte、short 以及 char 类型的值在压入到操作数栈之前，也会被转换为 int)。
3. 和局部变量表不同的是，它不是通过索引来访问，而是通过标准的栈操作—压栈和出栈来访问。比如，如果某个指令把一个值压入到操作数栈中，稍后另一个指令就可以弹出这个值来使用。
虚拟机把操作数栈作为它的工作区 —— 大多数指令都要从这里弹出数据，执行运算，然后把结果压回操作数栈。
beginiload_0 // push the int in local variable 0 onto the stack
iload_1 // push the int in local variable 1 onto the stack
iadd // pop two ints, add them, push result
istore_2 // pop int, store into local variable 2
end
在这个字节码序列里，前两个指令 iload_0和 iload_1 将存储在局部变量表中索引为 0 和 1 的整数压入操作数栈中，其后 iadd 指令从操作数栈中弹出那两个整数相加，再将结果压入操作数栈。第四条指令 istore_2 则从操作数栈中弹出结果，并把它存储到局部变量表索引为 2 的位置。
下图详细表述了这个过程中局部变量表和操作数栈的状态变化 (图中没有使用的局部变量表和操作数栈区域以空白表示)。
3. 动态链接
每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中所属的方法引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。
Class 文件的常量池中存在有大量的符号引用，字节码中的方法调用指令就以常量池中指向方法的符号引用为参数。这些符号引用：
1. 静态解析：一部分会在类加载阶段或第一次使用的时候转化为直接引用（如 final、static 域等），称为静态解析，
2. 动态解析：另一部分将在每一次的运行期间转化为直接引用，称为动态链接。
4. 方法返回地址
当一个方法开始执行以后，只有两种方法可以退出当前方法：
1. 正常返回：当执行遇到返回指令，会将返回值传递给上层的方法调用者，这种退出的方式称为正常完成出口 (Normal Method Invocation Completion)，一般来说，调用者的 PC 计数器可以作为返回地址。
2. 异常返回：当执行遇到异常，并且当前方法体内没有得到处理，就会导致方法退出，此时是没有返回值的，称为异常完成出口 (Abrupt Method Invocation Completion)，返回地址要通过异常处理器表来确定。
当一个方法返回时，可能依次进行以下 3 个操作：
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