java虚拟机栈

我的理解：
学过这个数据结构就知道，它有FILO(First in Last out)的特点，很适合模拟运行一个函数或方法的过程，所以这就是运行函数的区域，同时也会保存一些局部的变量信息，引用信息等。

笔记：
首先它是线程私有的，也就是每个线程都有一个栈，它的生命周期和线程相同，它描述的是 Java 方法执行的内存模型，每次方法调用的数据都是通过栈传递的。

Java 内存可以粗糙的区分为堆内存（Heap）和栈内存 (Stack),其中栈就是现在说的虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中局部变量表部分。 （实际上，Java 虚拟机栈是由一个个栈帧组成，而每个栈帧中都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口信息。）

局部变量表主要存放了编译器可知的各种数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference 类型，它不同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）。

Java 虚拟机栈会出现两种错误：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。

  • StackOverFlowError： 若 Java 虚拟机栈的内存大小不允许动态扩展，那么当线程请求栈的深度超过当前 Java 虚拟机栈的最大深度的时候，就抛出 StackOverFlowError 错误。
  • OutOfMemoryError： 若 Java 虚拟机栈的内存大小允许动态扩展，且当线程请求栈时内存用完了，无法再动态扩展了，此时抛出 OutOfMemoryError 错误。

扩展：那么方法/函数如何调用？
Java 栈可用类比数据结构中栈，Java 栈中保存的主要内容是栈帧，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后，都会有一个栈帧被弹出。
Java 方法有两种返回方式：

  1. return 语句。
  2. 抛出异常。

不管哪种返回方式都会导致栈帧被弹出。

本地方法栈

基本和java虚拟机栈一样，只不过Java虚拟机运行的是java字节码，本地方法运行native标记的本地方法，基本一样，包括异常和返回。
在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。

堆

java 虚拟机所管理的内存中最大的一块，Java 堆是所有线程共享的一块内存区域，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以及数组都在这里分配内存。

Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作GC 堆（Garbage Collected Heap）。从垃圾回收的角度，由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法，所以 Java 堆还可以细分为：新生代和老年代：再细致一点有：Eden 空间、From Survivor、To Survivor 空间等。进一步划分的目的是更好地回收内存，或者更快地分配内存。

  1. 新生代(Eden，From Survivor，To Survivor）Eden 区、两个 Survivor 区都属于新生代（为了区分，这两个 Survivor 区域按照顺序被命名为 from 和 to）
  2. 老年代 (Old generation)
  3. 永久代(1.8后没有了)

大部分情况，对象都会首先在 Eden 区域分配，在一次新生代垃圾回收后，如果对象还存活，则会进入 s0 或者 s1，并且对象的年龄还会加 1(Eden 区->Survivor 区后对象的初始年龄变为 1)，当它的年龄增加到一定程度（默认为 15 岁），就会被晋升到老年代中。对象晋升到老年代的年龄阈值，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设置。

堆这里最容易出现的就是 OutOfMemoryError 错误，并且出现这种错误之后的表现形式还会有几种，比如：

  1. OutOfMemoryError: GC Overhead Limit Exceeded ： 当JVM花太多时间执行垃圾回收并且只能回收很少的堆空间时，就会发生此错误。
  2. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space :假如在创建新的对象时, 堆内存中的空间不足以存放新创建的对象, 就会引发java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 错误。(和本机物理内存无关，和你配置的对内存大小有关！)

方法区

方法区与 Java 堆一样，是各个线程共享的内存区域，它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。虽然 Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做 Non-Heap（非堆），目的应该是与 Java 堆区分开来。
方法区也被称为永久代，关于方法区和永久代区别，参考这篇博客 java1.8，方法区（永久代）被移除，改成元空间（metaspace），或者说是换了一个实现，元空间使用的是直接内存，我理解为，永久代使用的是jvm内的内存，元空间使用的是jvm外部内存，元空间的大小是可以配置的，这里和永久代有一个最大的区别就是，如果不配置上限，元空间会占满所有物理内存，永久代则要受制于jvm的空间大小
当元空间溢出时会得到如下错误： java.lang.OutOfMemoryError: MetaSpace

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、接口等描述信息外，还有常量池信息（用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用）
既然运行时常量池是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出 OutOfMemoryError 错误。
JDK1.7 及之后版本的 JVM 已经将运行时常量池从方法区中移了出来，在 Java 堆（Heap）中开辟了一块区域存放运行时常量池。
emmmm很混乱，总之要了解常量池储存的是什么就好

  1. 字面量，如：字符串，基本数据类型，final修饰的常量值，等等
  2. 符号引用，可以理解为映射到对象信息地址的名字，包括类名，方法名，字段名

new过程发生了什么

首先要知道，new 产生的实例对象必然是保存在堆里面，不是方法区或者常量池，注意是实例对象

  1. 类加载检查，要在常量池里检查有没有这个符号引用，没有执行类加载
  2. 分配内存，这里好复杂，姑且大概知道有这个过程
  3. 初始化实例对象的值，比如一些基本数据类型初始化为0，所以这里可以知道我们定义的成员变量，即使我们没有初始化也可以使用
  4. 设置对象头，这个也很复杂…不太好说，就类似网络请求在头部会有数据的序号，校验和，本机地址，发送地址等信息，对象头就有引用信息，年代信息等等
  5. 执行init方法，这个不一定是指构造方法，但是必然包括构造方法，构造代码块，成员变量的赋值等等

堆和常量池太难理解了，从string类分析一下

String s = new String("abc");

这句代码生成了多少个对象？一开始看我还很懵，new 一个string 初始化又传入一个string，所以这里起码有两个对象，一个是双引号内的字符串常量，先常量池中查找是否有这个常量，如果没有就创建，那么这里生成一个，然后我们new了一个string实例，所以new产生的实例应该在堆里面，这个肯定要创建的，所以堆里面又创建了一个，最多会有两个，可能只创建一个。同时这里可以发现，new必定会创建对象，要千万注意！