一、JDK、JRE、JVM关系

JDK、JRE、JVM的关系

可以看到他们关系是JDK>JRE>JVM

JDK：jdk是支持 JAVA程序开发的最小环境，集成了JRE和一些工具包，如 javac，jar等；比如一个可运行jar，你就需要安装了jdk，才能运行起来

JRE：Java运行时的标准环境，除了JVM的环境还有一些基本的JAVA库，比如界面的 swing、I/O等

JVM：熟称Java虚拟机，也叫运行时数据区域，是保证跨平台的基本，因为 jvm 只认识字节码，只要linux、window、mac 有jvm都是可以编译执行的；

线程共享区：程序运行时，数据在各个线程之间是共享的，某个方法，某个类，还有一些运行时常量。

线程私有区：各个线程之间的数据是独立的，比如多线程的数据。

二、线程私有区

2.1、程序计数器

首先先了解程序计算器，线程(UI线程)中程序语句的执行都离不开它，对它的解释如下：

1、是一块较小的内存，可以看做当前线程执行字节码时的行号指示器。

2、程序的运行，比如跳转、循环等指令，就是通过改变计数器的数值，来选取下一条需要执行的字节码指令。

3、多线程时，每个线程的程序计算器都是独立的，相互不干扰，独立储存；即记录每次线程的位置，方便下次线程切换过来，知道上次线程的运行到哪了。

2.2、虚拟机栈

虚拟机栈也是线程私有的，与线程的生命周期相同；它对应着线程的内存模式，每个方法在执行的时候，都有一个栈帧用于存储局部表，操作数栈、动态链接、方法出口等信息；每个方法的执行，都对应着一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈，如下图

局部变量表：

1、存储了编译器存放着各种基本数据类型(boolean、byte、char等)

2、对象引用类型，这里的对象不是对象本身，可能是对象的寻址指针，也可能是句柄或者相关位置

3、returnAddress 类型，指向了一条字节码指令的地址 (现在已经很少有虚拟机用了)

当进入一个方法时，这些变量在帧中分配的内存大小时固定的，在运行时不会改变局部变量表的大小。针对这个区域，规定了两种异常情况：

1、如果虚拟机不支持动态扩展，当线程请求的栈大小大于虚拟机规定的大小时，抛出 StackOverflowError

2、如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时，无法申请到足够的内存，抛出 OutOfMemoryError

操作数栈：

操作数栈，也可以称做操作栈，它可以是 Java 的任意类型，在数据提取时入栈和出栈，比如 int a = 1 + 2;它会先把 1,2 从栈中取出来，把它复制给 a 后，再把结果入栈。

动态连接：

这里需要先理解静态连接，比如类加载的解析步骤，是直接将符号引用转换为直接引用，称为静态解析；而动态连接，则是运行期间，把符号引用转换为直接引用。

可以这样理解符号引用：

比如有当前运行类D，D类中还有其他类的申明，比如C，但虚拟机只会加载当前类，所以C它会由一个符号引用来代替，当类在解析的时候，会把这个符号引用转换为直接引用，直接引用就是类C的指针地址；关于类加载，可以到深入Java虚拟机之 – 类加载机制细看。

方法返回地址：

每个方法运行结束，只有两种方法可以退出方式；一是正常返回数据，这种称为正常完成出口；二是遇到异常，也会导致退出，称为异常完成退出。

无论哪种退出，都需要返回到方法被调用的位置，程序才能继续进行。

2.3、本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈的作用非常相似；只不过虚拟机栈执行的是 java 的字节码服务，而本地方法栈执行的是 Native 方法服务；

本地方法栈同样会穿件栈帧，如局部变量表、操作栈等信息，同时也有 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 异常

三、线程共享区

3.1、Java堆：

是Java虚拟机锁管理的内存中最大的一块，在虚拟机启动创建时，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是在这分配内存的；

Java 堆是内存回收的主要区域，也叫 GC 堆；根据规定，Java堆的物理地址可以是不连续的，只要保证逻辑上是连续的即可。由于Java 堆基本采用分代手机算法，所以也可以分为：新生代和老年代；再细致分，也可以分为 Eden空间，From Survivor 空间、To Surivivor 空间等涉及到的GC回收算法

3.2 方法区

  方法堆也是线程共享的一个区域块，它用于存储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规定为 Java 堆的一个逻辑模块，但它还有一个方法，叫 Non-Heap (非堆) ，目的就是为了和 Java堆区分开来

3.2.1 运行时常量池

运行时常量池，其实算方法区的一部分。Class文件中除了有 类的版本、字段、方法、接口等信息外；还有一项信息就是常量池，用于存放编译期生成的字面量和字符引用，如下图：

四、直接内存

在JDK1.4中，新增加了一个 NIO（New Inout/Outinput）类，引入了一种基于通道(channel)与缓冲区（buffer）的I/O方式，它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java 堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样在一些场景中能够显著提升技能，避免了数据再 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据，常见的通道类型有：

• FileChannel：从文件中读写数据

• DatagramChannel：从UDP中读写数据

• SocketChannel：从TCP中读写数据

• ServerSocketChannel：用来监听 websocket 的连接

具体案例可以查找NIO的具体案例

直接内存，不是虚拟机运行时内存区的一部分，也不是Java规范中定义的内存区域。但既然是内存，如果 超过了 RAM 和 SWAP 寻址空间限制，还是会报OutOfMemoryError的。