JVM 的运行时数据区

我们可以将整个运行时数据区分为 线程私有区域 和 线程共享区域 这两个部分。下面简单介绍这两个区域所包含的部分及其功能：

• 线程私有区域：
  • 程序计数器 PC ：当前线程执行字节码行号的指示器
  • 虚拟机栈：为除了 Native 方法以外的 Java 方法服务
  • 本地方法栈：为 Java 方法服务
• 线程共享区域：
  • 堆：存放几乎全部的对象实例
  • 方法区：存储已被虚拟机加载的类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据

程序计数器 PC

字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制，如：顺序执行、选择、循环、异常处理。

在多线程的情况下，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。

如果线程正在执行一个 Java 方法，那么 PC 记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果线程正在执行一个 Native 方法，那么 PC 的值应该为 空（Undefined） 。

虚拟机栈

除了一些 Native 方法调用是通过本地方法栈实现的，其他所有的 Java 方法调用都是通过虚拟机栈来实现的。栈由一个个栈帧组成，而每个栈帧中都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址。方法调用的数据需要通过栈进行传递，每一次方法调用都会有一个对应的栈帧被压入栈中，每一个方法调用结束后，都会有一个栈帧被弹出。

• 局部变量表：存放了编译期可知的各种数据类型
• 操作数栈：用于存放方法执行过程中产生的中间计算结果和临时变量
• 动态链接：用于在一个方法调用其他方法时，将符号引用转换为内存地址的直接引用
• 方法返回地址：当前栈帧执行结束后要返回的地址

本地方法栈

和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是：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。

堆

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以及数组都在这里分配内存。

为什么说是“几乎所有”呢？因为从 JDK 1.7 开始已经默认开启逃逸分析，如果某些方法中的对象引用没有被返回或者未被外面使用（也就是未逃逸出去），那么对象可以直接在栈上分配内存。

对堆的具体讲解可以查看：https://moonike.cloud/2025/05/19/浅谈 JVM 堆内存/

方法区

当虚拟机要使用一个类时，它需要读取并解析 Class 文件获取相关信息，再将信息存入到方法区。方法区会存储已被虚拟机加载的 类信息、字段信息、方法信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

永久代以及元空间是 HotSpot 虚拟机对虚拟机规范中方法区的两种实现方式。并且永久代是 JDK 1.8 之前的方法区实现，JDK 1.8 及以后方法区的实现变成了元空间。那为什么要将方法区的实现由永久代变为元空间呢？可以从以下几点考虑：

• 整个永久代有一个 JVM 本身设置的固定大小上限，无法进行调整（也就是受到 JVM 内存的限制）；而元空间使用的是本地内存，受本机可用内存的限制，虽然元空间仍旧可能溢出，但是比原来出现的几率会更小。
• 永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。
• 在 JDK8，合并 HotSpot 和 JRockit 的代码时, JRockit 从来没有一个叫永久代的东西, 合并之后就没有必要额外的设置这么一个永久代的地方了。