“他强由他强，清风拂山岗；他横由他横，明月照大江。他自狠来他自恶，我自一口真气足。” ——《倚天屠龙记》
毕竟是自己的博客，不希望只是冷冰冰的知识，所以就把我最喜欢的一句话作为序。
就以一张经典的JVM内存结构图作为开头，咱们开始！
不用纠结细节，这张图也只是一个引子。接下来的一段时间里，我也会按照：JVM内存结构，垃圾回收，字节码及类加载前的优化，类加载，解释器和编译器的优化的顺序，陆续更新完从零开始系列，也是对我自己学习路程的一个回顾。
- 一、程序计数器
- 1.1 定义
- 1.2 作用
- 1.3 特点
- 二、虚拟机栈
- 2.1 定义
- 2.2 作用
- 2.3 特点
- 三、本地方法栈
- 3.1定义
- 四、堆
- 4.1 定义
- 4.2 特点
- 五、方法区
- 5.1 定义
- 5.2 具体实现
程序计数器是一个记录着当前线程所执行的字节码的行号指示器，它记的是下一条jvm指令的执行地址。它是java对硬件的抽象，在物理上是由寄存器实现的。
1.2 作用在说明程序计数器的作用之前，我们先来看看这段简单的java代码。
public class PrintNum {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(1);
System.out.println(2);
System.out.println(3);
}
}
下面是该源代码被编译成JVM指令的结果。
对于现在的我们，无需理解每条指令的具体作用。观察这张图，不难发现每个指令前都有一个数字，这是指令的偏移地址，我们简称为行号，程序计数器的作用就是存储下一条指令的行号。
以上图为例，当第一条指令执行时，JVM会将下一条指令的行号“3”放入程序计数器中。当第一条指令执行完时，解释器会根据程序计数器中的行号拿到下一条指令，继续运行。
有同学可能要问了，为什么要多此一举先把下一条指令的行号放入程序计数器中，直接取指令然后执行不是更简单吗？
这其实和多线程有关。JVM是支持多个线程同时运行的，这就涉及到CPU的调度问题了。线程甲正执行的好好的， 大哥CPU告诉甲说，你累了，我陪会儿乙，甲只好乖乖休息。一段时间后，大哥回来了，这时甲就可以根据程序计数器中的行号取到下一条指令接着执行。
这里有一点要注意，因为程序计数器记录的是行号，是会重复的，所以多个线程不能同时用一个，不然就乱了。所以程序计数器是线程私有的。
- 线程私有。这点上面已经解释过了。
- 不会存在内存溢出。程序计数器中的行号永远只会有一个，当前指令执行时，会拿下一条指令的行号替换当前的行号。因此就不存在内存溢出问题。
栈：虚拟机栈是每个线程运行所需要的内存。
栈帧：每个栈由多个栈帧组成，对应着每次方法调用时所占用的内存。
虚拟机栈是用于描述java方法执行的内存模型。每一个方法执行时，会创建一个栈帧，栈帧的结构为：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口，可以理解成一种数据结构，专门用于描述java方法执行的数据结构。虚拟机栈的最小单位就是栈帧。
线程运行中，当执行到一个方法时，就会生成一个栈帧并压入栈中。当这个方法执行完之后，会将这个栈帧弹出，释放对应的内存空间。
一个栈中可能同时存在多个栈帧，如方法一调用方法二时，就会将两个栈帧都压入栈中。
注意每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法。
简单理解：如当执行main方法时，就会开启一个main线程。这时虚拟机就要拿出一块区域给这个线程使用，这一块区域就是虚拟机栈。同时也不难理解，虚拟机栈也和程序计数器是线程私有的。
java的线程的运行其实就是在执行一个个方法，JVM通过栈帧来表示方法的执行。于是当线程中有方法执行时，就需要对应生成一个栈帧放入虚拟机栈中。表示此线程有此方法正在运行。当该方法执行完之后，这个栈帧也会弹栈，释放其内存，所以也不涉及垃圾回收。
- 不涉及垃圾回收。因为当方法执行完，栈帧会弹栈，对应的内存就会释放掉。不会产生垃圾。
- 注意栈的大小，当分配给栈的内存过大时，相应地，同时可运行地线程数就会减少。
本地方法：java语言是有限制的，不能直接和操作系统打交道，因此就需要通过调用c，c++编写的方法来和底层交互。这些用c，c++编写地方法就是本地方法。（代码中用native修饰的方法就是本地方法。）
本地方法栈：本地方法执行用到的内存空间就是本地方法栈。
堆是我们重点需要了解的区域，也是垃圾回收的重点关注对象。我们将在之后详细讲解。
当前，我们只需要知道：通过new关键字、创建对象都会使用到堆内存即可。
- 存在内存溢出。如果新建的对象一直被回收就会造成内存溢出问题。
- 是线程共享的。所以堆中对象都要考虑线程安全问题。
方法区是JVM所有线程共享的区域，它存储了与类结构相关的信息：运行时常量池，成员变量，方法数据，成员方法、构造方法的代码。
方法区在虚拟机启动时创建，它在逻辑上是堆的组成部分（具体实现上是否为堆的一部分视厂商而定，如永久代，元空间都是其实现）。JVM规范并不强制方法区的位置。
在1.6中方法区的实现叫永久代，1.8叫元空间。二者区别在于StringTable的位置不同。并且在1.8中，方法区被移出JVM内存，被放置在本地内存（操作系统内存）中。
从这两张图中，我们能发现一个特别的区域StringTable，这也是一个很重要的区域，我们之后再聊。
这次我们只是简单介绍了JVM内存结构中的几个大哥。下一次，我们会介绍几种jdk自带的工具，同时也会详细介绍StringTable这块区域。
从零开始，我们一起学JVM！
