JVM——内存模型

1、程序计数器（Program Counter）：

用于记录当前线程待执行的字节码指令位置。若执行的是Native方法则计数器值为null。是唯一一个不会触发OOM的区域，生命周期与线程相同。

• 函数调用：当前PC值压入栈，PC更新为函数入口地址，返回时函数地址弹出到PC地址
• 循环/条件分支：直接跳转到对应的字节码指令位置
• 多线程切换：涉及到各个线程PC的保存和恢复

2、虚拟机栈：

线程独享内存，每个方法在执行时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息，可能会抛出StackOverflowError（栈过深，超出栈容量）和OOM异常。生命周期与线程相同。

3、本地方法栈：

与虚拟机栈类似，但是为Native方法准备的栈，在HotSpot虚拟机中和虚拟机栈合二为一。也可能发生栈过深异常或OOM异常

4、堆（Heap）：

JVM中最大的内存区域，被所有线程共享，在虚拟机启动时创建，用于存放对象实例。被划分为新生代和老年代，利于GC。新生代又被分为Eden区和Survivor区。堆溢出时也会发生OOM异常。

5、方法区（元空间）：

使用本地内存，用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、方法字节码、符号引用等数据。被称为堆的逻辑部分，可以不选择垃圾回收。内存不足抛出OOM异常。

• 运行时常量池：方法区的一部分，用于存放编译期或运行时生成的各种字面量和符号引用。内存不足抛出OOM异常，jdk1.8后移入本地内存中的元数据区域，jdk1.7前位于堆内的永久代

6、直接内存：

不属于JVM运行时数据区的一部分，通过NIO类引入，是一种堆外内存，可显著提高IO性能。受本机总内存的限制。内存不足抛出OOM异常。

栈详解：

• 栈中存储的是当前线程中的局部变量和方法调用信息，方法返回地址及以一些临时数据
• 栈中一般存储的是对象的引用，指向堆中的对象实例
• 每当有方法调用时都会创建一个栈帧，用于存储该方法的信息，方法执行完毕后对应栈帧也会移除
• 栈的存取速度比堆快，使用的是先进后出结构
• 栈空间相对较小且固定，可能会发生栈溢出（递归过深或内存超限）
• 栈中数据对于线程来说是私有的

堆详解：

• 存储对象实例，数据的生命周期交由GC管理
• 存储空间较大，但存取速度相对较慢
• 对所有线程共享数据

新生代：

分为Eden区和Survivor区。Eden区用于存放存活概率较低的对象（如大多数新创建的对象），Eden区相对较小；Survivor区分为from区和to区，每次进行Minor GC后，Eden区存活的对象和form区存活的对象会移动到to区域，并增加它们的年龄。

当Eden区满或Survivor区空间不足时，会触发Minor GC，回收Eden区中的垃圾对象，将年龄较大（超过15）的对象晋升到老年代中

老年代：

存放长期存活的对象，存储空间一般是新生代的两倍，因此Major GC的发生频率较低。

老年代空间不足时，会触发Major GC的CMS并发回收，并发回收失败则触发full GC

大对象区：

某些jvm实现（如G1垃圾收集器），为大对象分配了专门的区域。大对象区域指需要大量连续空间的对象，例如大数组。这类对象直接分配在老年代，以避免新生代频繁晋升导致的内存碎片化和触发垃圾回收。

内存泄漏：

本质上是已经不再需要使用的对象仍然存在引用无法被回收。导致可用内存逐渐减少。

常见原因：

• 静态集合：使用静态数据结构（HashMap或ArrayList），静态对象生命周期与JVM进程相同，存储对象且未在使用完后及时清理
• 事件监听：未取消事件对事件源的监听，导致对象持续被引用
• 会话或连接未及时关闭：例如数据库连接，流式处理的连接都会分配内存进行处理，若没有关闭也会造成内存泄漏。
• 线程：未停止的线程持有对无用对象的引用（例如ThreadLocal实例内部持有value的强引用，而key由于弱引用已被回收）