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摘要：方法區(qū)在實際內(nèi)存空間站可以是不連續(xù)的。這一規(guī)定，可以說是給了虛擬機廠商很大的自由。但是值得注意的是，堆其實還未每一個線程多帶帶分配了一塊空間，這部分空間在分配時是線程獨享的，在使用時是線程共享的。
在我的博客中，之前有很多文章介紹過JVM內(nèi)存結構，相信很多看多我文章的朋友對這部分知識都有一定的了解了。
那么，請大家嘗試著回答一下以下問題：
1、JVM管理的內(nèi)存結構是怎樣的？
2、不同的虛擬機在實現(xiàn)運行時內(nèi)存的時候有什么區(qū)別？
3、運行時數(shù)據(jù)區(qū)中哪些區(qū)域是線程共享的？哪些是獨享的？
4、除了JVM運行時內(nèi)存以外，還有什么區(qū)域可以用嗎？
5、堆和棧的區(qū)別是什么？
6、Java中的數(shù)組是存儲在堆上還是棧上的？
7、Java中的對象創(chuàng)建有多少種方式？
8、Java中對象創(chuàng)建的過程是怎么樣的？
9、Java中的對象一定在堆上分配內(nèi)存嗎？
10、如何獲取堆和棧的dump文件？
以上10道題，如果您可以全部準確無誤的回答的話，那說明你真的很了解JVM的內(nèi)存結構以及內(nèi)存分配相關的知識了，如果有哪些知識點是不了解的，那么本文正好可以幫你答疑解惑。
JVM管理的內(nèi)存結構是怎樣的？
Java虛擬機在執(zhí)行Java程序的過程中會把他所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。《Java虛擬機規(guī)范》中規(guī)定了JVM所管理的內(nèi)存需要包括一下幾個運行時區(qū)域：
?
主要包含了PC寄存器（程序計數(shù)器）、Java虛擬機棧、本地方法棧、Java堆、方法區(qū)以及運行時常量池。
各個區(qū)域有各自不同的作用，關于各個區(qū)域的作用就不在本文中相信介紹了。
但是，需要注意的是，上面的區(qū)域劃分只是邏輯區(qū)域，對于有些區(qū)域的限制是比較松的，所以不同的虛擬機廠商在實現(xiàn)上，甚至是同一款虛擬機的不同版本也是不盡相同的。
不同的虛擬機在實現(xiàn)運行時內(nèi)存的時候有什么區(qū)別？
前面提到過《Java虛擬機規(guī)范》定義的JVM運行時所需的內(nèi)存區(qū)域，不同的虛擬機實現(xiàn)上有所不同，而在這么多區(qū)域中，規(guī)范對于方法區(qū)的管理是最寬松的，規(guī)范中關于這部分的描述如下：
方法區(qū)在虛擬機啟動的時候創(chuàng)建，雖然方法區(qū)是堆的邏輯組成部分，但是簡單的虛擬機實現(xiàn)可以選擇在這個區(qū)域不實現(xiàn)垃圾收集與壓縮。本版本的規(guī)范也不限定實現(xiàn)方法區(qū)的內(nèi)存位置和代碼編譯的管理策略。方法區(qū)的容量可以是固定的，也可以隨著程序執(zhí)行的需求動態(tài)擴展，并在不需要過多的空間時自行收縮。方法區(qū)在實際內(nèi)存空間站可以是不連續(xù)的。
這一規(guī)定，可以說是給了虛擬機廠商很大的自由。
虛擬機規(guī)范對方法區(qū)實現(xiàn)的位置并沒有明確要求，在最著名的HotSopt虛擬機實現(xiàn)中（在Java 8 之前），方法區(qū)僅是邏輯上的獨立區(qū)域，在物理上并沒有獨立于堆而存在，而是位于永久代中。所以，這時候方法區(qū)也是可以被垃圾回收的。
實踐證明，JVM中存在著大量的聲明短暫的對象，還有一些生命周期比較長的對象。為了對他們采用不同的收集策略，采用了分代收集算法，所以HotSpot虛擬機把的根據(jù)對象的年齡不同，把堆分位新生代、老年代和永久代。
在Java 8中 ，HotSpot虛擬機移除了永久代，使用本地內(nèi)存來存儲類元數(shù)據(jù)信息并稱之為：元空間（Metaspace）
?
運行時數(shù)據(jù)區(qū)中哪些區(qū)域是線程共享的？哪些是獨享的？
在JVM運行時內(nèi)存區(qū)域中，PC寄存器、虛擬機棧和本地方法棧是線程獨享的。
而Java堆、方法區(qū)是線程共享的。但是值得注意的是，Java堆其實還未每一個線程多帶帶分配了一塊TLAB空間，這部分空間在分配時是線程獨享的，在使用時是線程共享的。
除了JVM運行時內(nèi)存以外，還有什么區(qū)域可以用嗎？
除了我們前面介紹的虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)以外，還有一部分內(nèi)存也被頻繁使用，他不是運行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域，他就是——直接內(nèi)存。
直接內(nèi)存的分配不受Java堆大小的限制，但是他還是會收到服務器總內(nèi)存的影響。
在JDK 1.4中引入的NIO中，引入了一種基于Channel和Buffer的I/O方式，他可以使用Native函數(shù)直接分配堆外內(nèi)存，然后通過一個存儲在Java堆中的DirectByteBuffer對象作為這塊內(nèi)存的應用進行操作。
堆和棧的區(qū)別是什么？
堆和棧（虛擬機棧）是完全不同的兩塊內(nèi)存區(qū)域，一個是線程獨享的，一個是線程共享的，二者之間最大的區(qū)別就是存儲的內(nèi)容不同：
堆中主要存放對象實例。
棧（局部變量表）中主要存放各種基本數(shù)據(jù)類型、對象的引用。
Java中的數(shù)組是存儲在堆上還是棧上的？
在Java中，數(shù)組同樣是一個對象，所以對象在內(nèi)存中如何存放同樣適用于數(shù)組；
所以，數(shù)組的實例是保存在堆中，而數(shù)組的引用是保存在棧上的。
Java中的對象創(chuàng)建有多少種方式？
Java中有很多方式可以創(chuàng)建一個對象，最簡單的方式就是使用new關鍵字。
User user = new User();
除此以外，還可以使用反射機制創(chuàng)建對象：
User user = User.class.newInstance();
或者使用Constructor類的newInstance：
Constructorconstructor = User.class.getConstructor(); User user = constructor.newInstance();
除此之外還可以使用clone方法和反序列化的方式，這兩種方式不常用并且代碼比較復雜，就不在這里展示了，感興趣的可以自行了解下。
Java中對象創(chuàng)建的過程是怎么樣的？
對于一個普通的Java對象的創(chuàng)建，大致過程如下：
1、虛擬機遇到new指令，到常量池定位到這個類的符號引用。
2、檢查符號引用代表的類是否被加載、解析、初始化過。
3、虛擬機為對象分配內(nèi)存。
4、虛擬機將分配到的內(nèi)存空間都初始化為零值。
5、虛擬機對對象進行必要的設置。
6、執(zhí)行方法，成員變量進行初始化。
Java中的對象一定在堆上分配內(nèi)存嗎？
前面我們說過，Java堆中主要保存了對象實例，但是，隨著JIT編譯期的發(fā)展與逃逸分析技術逐漸成熟，棧上分配、標量替換優(yōu)化技術將會導致一些微妙的變化，所有的對象都分配到堆上也漸漸變得不那么“絕對”了。
其實，在編譯期間，JIT會對代碼做很多優(yōu)化。其中有一部分優(yōu)化的目的就是減少內(nèi)存堆分配壓力，其中一種重要的技術叫做逃逸分析。
如果JIT經(jīng)過逃逸分析，發(fā)現(xiàn)有些對象沒有逃逸出方法，那么有可能堆內(nèi)存分配會被優(yōu)化成棧內(nèi)存分配。
10、如何獲取堆和棧的dump文件？
Java Dump，Java虛擬機的運行時快照。將Java虛擬機運行時的狀態(tài)和信息保存到文件。
可以使用在服務器上使用jmap命令來獲取堆dump，使用jstack命令來獲取線程的調(diào)用棧dump。
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