修订历史
1.jvm内存模型图：

2.程序计数器
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作就是通过改变这个计数器的值来选取下一条要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
由于java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的指令位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。
cd /Volumes/code/java/test/springdemo/target/classes/com/example/springdemo/jvm/memory/heap
Vim HeapOutOfMemory.class (vim显示java二进制文件：:%!xxd)
javap -verbose -p HeapOutOfMemory.class

3.java虚拟机栈
与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会常见一个栈
帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出入口等信息。每一个方法从调用
直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
局部变量表存放了编译器可知的各种基本类型（boolean、byte、char、short、int、
float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，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）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。
在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常情况：如果线程请求的栈深度大于
虚拟机允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展（当前
大部分的Java虚拟机都可以动态扩展，只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机
栈），如果扩展时无法申请到足够的内容，就会抛出OutOfMemoryError异常。
（示例：StackOverFlow.java, HeapOutOfMemory.java）

4.本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机所发挥的作用是非常相似的，他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。
与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowErrorOutOfMemoryError异常
5.java堆
对于大多数应用来说，Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。
Java堆是被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都是在这里分配内存的。
Java堆事垃圾收集管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC堆”（Garbage Collected
Heap）。从内存回收的角度来看，由于收集器基本都采用分代收集算法。所以Java堆中还可以
细分为：新生代和老年代：再细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。
从内存分配的角度来看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread
Local Allocation Buffer， TLAB）。不过无论如何划分，都与存放内容无关，无论那个区域，存
储的都任然是对象实例，进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。
根据Java虚拟机规定，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即
可，就像我们的磁盘空间一样。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过
当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx和-Xms控制）。如果在堆中没有内存完成
示例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
6.方法区
方法区（Method Area）与java堆一样，时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
是与Java堆区分开来。
Java虚拟机规范堆方法区的限制非常宽松，除了和Java堆一样不需要连续的内存和可以
选择固定大小或可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。相对而言，垃圾收集行为在这个区域
是比较少出现的，但并非数据进入了方法区就如永久代的名称一样“永久”存在了。这个区域的
内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。
根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError
异常。
7.运行时常量
运行时常量（Runtime Constant Pool）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，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table）,
用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用1⃣️，这部分内容将在类加载后进入方法区的运
行时常量池中存放。
Java虚拟机对Class文件每一部分（自然也包括常量池）的格式都有严格的规定，每一个
字节用于存储那种数据都必须符合规范上的要求才会被虚拟机认可、装载和执行，但对于运行
时常量池，Java虚拟机规范没有做任何细节的要求，不同的提供商的虚拟机可以按照自己的需
要来实现这个内存区域。不过，一半来说，除了保存Class文件描述的符号引用外，还会把翻译
出来的直接引用也存储在运行时常量池中。
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异常。
8.直接内存
直接内存（Direct Memory）并不是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。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致
OutOfMemoryError异常出现，所以我们放到这里一起讲解。
在JDK1.4中新加入了NIO（New Input/Output）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对象作为这快内存的引用进行操作。这样能在一些场
景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回的复制数据。
显然，本季直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，肯定还
是会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。服务器管理员在配置虚拟机参数时，
会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但经常忽略直接内存，使得各个内存区域总和大于
物理内存限制，从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。
9.对象的创建
对象的创建，通常就是new一个对象的过程，当虚拟机遇到一条new指令时，首先将去
检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代
表的类是否已被加载、解释和初始化。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。
类加载之后就是虚拟机为新生对象分配内存了。
内存分配有两种分配方式：
1.指针碰撞：假设java堆中的内存是绝对规整的，用一根指针作为分界线来分割已分配
的内存和空闲的内存，所谓的分配就是把 指针指向空闲空间那边挪动一段与对象大小一
样的距离。
2.空闲列表：假设java堆中的内存并不是规整的，已使用的和空闲的内存交错在一起，
用一个列表来记录那些内存是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间
划分给对象实例，并更新列表上的记录。
选择那种分配方案由java堆是否规整来决定，而java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器
是否带有压缩整理的功能决定。
3.在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头(Header)
实例数据（Instance Data）和对其填充(Padding)。
HotSpot虚拟机的对象头包括两部分，第一部分用于存储对象自身的运动时数据，
如哈希码(HashCode)、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有锁、偏向锁ID、偏向
时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机中分别为32bit和64bit,官方称
它为“Mark Word”。
对象头的另一部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过
这个指针来确定这个对象是那个类的示例。并不是所有的虚拟机实现都必须在对象
数据上保留类型指针。
接下来的实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也就是在程序代码所定义的
各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的，都需要记录起
来。HotSpot虚拟机默认的分配策略为longs/doubles、ints、shorts/chars、bytes/booleans
、oops(Ordinary Object Pointers)，从分配策略来看，相同宽度的字段总是被分配到一起。
在满足这个前提条件的情况下，在父类中定义的变量会出现在子类之前。
第三部分对其填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。
10.对象的访问方式
建立对象是为了使用对象，我们的Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上
的数据对象。由于reference类型在Java虚拟机规范中只规定了一个指向对象的引用，并没
有定义这个引用应该通过何种方式去定位、访问堆中的对象的具体位置，所以对象访问方式是取决于虚拟机实现而决定的。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。
如果使用句柄访问的话，那么Java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。

如果使用直接指针访问，那么Java堆对象的布局中就必须考虑如何放置访问类型数
据的相关信息，而reference中存储的直接就是对象地址。
这两种对象访问方式各有优势，使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是
稳定的句柄地址，在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为）时只会改变
句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要修改。
使用直接指针访问方式的最大好处就是速度快，它节省了一次指针定位的时间开销，
由于对象的访问在Java中非常频繁，因此此类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成
本。就虚拟机Sun HotSpot而言，它是使用第二种方式进行对象访问的，但从整个软件开发
的范围来看，各种语言和框架使用句柄来访问的情况十分常见。
11.OutOfMemoryError异常
Java堆用于存储对象实例，只要不断创建对象，并保证GC Roots到对象之间有可
达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么在数量达到最大堆的容量限制后
就会产生内存溢出异常。
12.虚拟机栈和本地方法栈溢出
HotSpot虚拟机中并不区分虚拟机栈和本地方法栈，栈容量由-Xss参数设定。
如果虚拟机栈请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常
如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常
13.本机内存溢出