4.运行时数据区

概述

整个 jvm 构成里，主要由三部分组成：类加载系统、运行时数据区、执行引擎。

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由上图总结如下。
按照线程使用情况和职责分成两大类：

java 堆在 jvm 启动时创建内存区域，去实现对象、数组与运行时常量的内存分配，它是虚拟机管理最大的，也是垃圾回收的主要内存区域。
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内存划分：
核心逻辑就是三大假说，基于程序运行情况进行不断的优化设计。

堆内存为什么会存在新生代和老年代
分代收集理论：当前商业虚拟机的垃圾收集器，大多数都遵循了分代收集 (Generational Collection) 的理论进行设计，分代收集名为理论，实质是一套符合大多数程序运行实际情况的经验法则，它建立在两个分代假说之上：

这两个分代假说是几个常用垃圾收集器的一致的设计原则：收集器应将java堆划分出不同的区域，然后将回收对象依据其年龄(年龄即对象熬过垃圾收集过程的次数)分配到不同的区域之中存储。

这就同时 兼顾了垃圾收集的时间开销和内存的空间有效利用。

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栈帧(Stack Frame) 是用于支持虚拟机进行方法执行的数据结构。

栈帧存储了方法的 局部变量表、操作数栈、动态连接 和方法返回地址等信息。每一个方法从调用至执行完成的过程，都对应着一个栈帧在虚拟机里从入栈到出栈的过程。

栈内存为线程私有的空间，每个线程都会创建私有的栈内存，生命周期与线程相同，每个java方法在执行的时候都会创建一个栈帧(Stack Frame) 。栈内存大小决定了方法调用的深度，栈内存过小则会导致方法调用的深度过小，如递归调用的次数较少。

一个线程中方法的调用链可能会很长，所以会有很栈帧。只有位于jvm虚拟机栈，栈顶的元素才是有效的，即称为当前栈帧，与这个栈帧相关连的方法称为当前方法，定义这个方法的类叫做当前类.

执行引擎运行的所有字节码指令都只针对当前栈帧 进行操作。如果当前方法调用了其方法，或者当前方法执行结束，那这个方法的栈帧就不再是当前栈帧了。

什么时候创建栈帧?

调用新的方法时，新的栈帧也会随之创建。并且随着程序控制权转移到新方法时，新的栈帧成为了当前栈帧。

本地方法栈和虚拟机栈(自己编写的代码是在此运行)相似，区别就是虚拟机栈为虚拟机执行 java 服务(字节码服务)，而本地方法栈为虚拟机使用到的 Native 方法(比如 C++) 服务。

简单来说，一个Native Method 就是一个 java 调用非 java 代码的接口。

方法区(Method Area) 是可供各个线程共享的运行时内存区域，方法区本质上是 java 语言编译后代码存储区域，它存储每一个类的结构信息，如：运行时常量池、成员变量、方法数据、构造方法和普通方法的字节码指令等内容。很多语言都有类似区域。

方法区的具体实现有两种：永久代(PermGen)、元空间(Metaspace)

存储了以下数据

Class1	Class2
1.类型信息	1.类型信息
2.类型的常量池	2.类型的常量池
3.字段信息	3.字段信息
4.方法信息	4.方法信息
5.类变量	5.类变量
6.指向类加载器的引用	6.指向类加载器的引用
7.指向Class实例的引用	7.指向Class实例的引用
8.方法表	8.方法表
运行时常量池(所有Class共用，此为 Class1 与 Class2)

总结如下：
主要有如下三种类型。

如果需要访问方法区中类的其它信息，都必须先获得Class对象，才能获取该Class对象关联的方法信息或者字段信息。

jdk1.8之前使用的方法区实现是永久代，jdk1.8及以后使用的方法区实现是元空间。
存储位置不同
- 永久代所使用的内存区域是jvm进程所使用的区域，它的大小受整个jvm的大小所限制。
- 元空间所使用的内存区域是物理内存区域；那么元空间的使用大小只会受物理内存大小的限制。
存储内容不同
- 永久代存储的信息基本上就是上面方法区存储内容中的数据。
- 元空间只存储类的元信息，而静态变量和运行时常量池都挪到堆中。