上一篇博客我們講了運行時資料區的一些部分的內容，接下來是運行時資料區中最為重要的兩個部分 方法區【Method Area】及 堆【Heap】的介紹，

一、方法區（Method Area）

方法區（Method Area）與Java 堆一樣，是各個執行緒共享的記憶體區域，它用于存盤已被虛擬機加載的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯后的代碼等資料，雖然Java 虛擬機規范把方法區描述為堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆），目的應該是與Java 堆區分開來，方法區通常和永久區(Perm)關聯在一起，但永久代與方法區不是一個概念，只是有的虛擬機用永久代來實作方法區，這樣就可以用永久代GC來管理方法區，省去專門記憶體管理的作業，根據Java虛擬機規范的規定，當方法區無法滿足記憶體分配的需求時，將拋出 OutOfMemoryError 例外，

1、方法區的組成

• 型別資訊：類的完整名稱、類的直接父類的完整名稱、類的直接實作介面的有序串列、型別標志（型別別還是介面型別）、類的修飾符（public private defautl abstract final static）
• 型別的常量池：（該部分是獨有的，然后運行時，把該部分加載進運行時常量池，當呼叫時則從符號參考決議為直接參考，但是有些確定的方法會直接轉換，比如靜態方法，比如構造方法），存放該型別所用到的常量的有序集合，包括直接常量（如字串、整數、浮點數的常量）和對其他型別、欄位、方法的符號參考，常量池中每一個保存的常量都有一個索引，就像陣列中的欄位一樣，因為常量池中保存中所有型別使用到的型別、欄位、方法的符號參考，所以它也是動態連接(堆疊中對應的方法指向這個參考)的主要物件（在動態鏈接中起到核心作用），
• 欄位資訊（該類宣告的所有欄位）：欄位修飾符（public、peotect、private、default）、欄位的型別、欄位名稱
• 方法資訊：1. 方法名 2.方法的回傳型別（包括void）3. 方法引數的型別、數目以及順序 4. 方法修飾符（public、private、protected、static、final、synchronized、native、abstract） 5. 針對非本地方法，還有些附加方法資訊需要存盤在方法區中（區域變數表大小和運算元堆疊大小、方法體位元組碼、例外表）
• 類變數（靜態變數）：指該類所有物件共享的變數，即使沒有任何實體物件時，也可以訪問的類變數，它們與類進行系結，
• 指向類加載器的參考：每一個被JVM加載的型別，都保存這個類加載器的參考，類加載器動態鏈接時會用到，
• 指向Class實體的參考：類加載的程序中，虛擬機會創建該型別的Class實體，方法區中必須保存對該物件的參考，通過Class.forName(String className)來查找獲得該實體的參考，然后創建該類的物件，
• 方法表：JVM 對每個加載的非虛擬類的型別資訊中都添加了一個方法表，方法表是一組對類實體方法的直接參考(包括從父類繼承的方法)，JVM 可以通過方法表快速激活實體方法，
• 運行時常量池（Runtime Constant Pool）

2、運行時常量池（Runtime Constant Pool）

運行時常量池（Runtime Constant Pool）是方法區的一部分，用于存放編譯期生成的各種 字面量 和 符號參考，其中，字面量比較接近Java語言層次的常量概念，如文本字串、被宣告為final的常量值等；而符號參考則屬于編譯原理方面的概念，包括以下三類常量：類和介面的全限定名、欄位的名稱和描述符 和 方法的名稱和描述符，因為運行時常量池（Runtime Constant Pool）是方法區的一部分，那么當常量池無法再申請到記憶體時也會拋出 OutOfMemoryError 例外，

　　運行時常量池相對于Class檔案常量池的一個重要特征是具備動態性，Java語言并不要求常量一定只有編譯期才能產生，運行期間也可能將新的常量放入池中，比如字串的手動入池方法intern()，

3、方法區的演變細節

4、擴展

4.1 方法區的回收

方法區的記憶體回收目標主要是針對 常量池的回收 和 對型別的卸載，回收廢棄常量與回收Java堆中的物件非常類似，以常量池中字面量的回收為例，假如一個字串“abc”已經進入了常量池中，但是當前系統沒有任何一個String物件是叫做“abc”的，換句話說是沒有任何String物件參考常量池中的“abc”常量，也沒有其他地方參考了這個字面量，如果在這時候發生記憶體回收，而且必要的話，這個“abc”常量就會被系統“請”出常量池，常量池中的其他類（介面）、方法、欄位的符號參考也與此類似，

4.2 判定一個類是否是“無用的類”

判定一個常量是否是“廢棄常量”比較簡單，而要判定一個類是否是“無用的類”的條件則相對苛刻許多，類需要同時滿足下面3個條件才能算是“無用的類”：（判斷類是無用類的三個條件）

• 該類所有的實體都已經被回收，也就是Java堆中不存在該類的任何實體；
• 加載該類的ClassLoader已經被回收；
• 該類對應的 java.lang.Class 物件沒有在任何地方被參考，無法在任何地方通過反射訪問該類的方法，

虛擬機可以對滿足上述3個條件的無用類進行回收(卸載)，這里說的僅僅是“可以”，而不是和物件一樣，不使用了就必然會回收，特別地，在大量使用反射、動態代理、CGLib等bytecode框架的場景，以及動態生成JSP和OSGi這類頻繁自定義ClassLoader的場景都需要虛擬機具備類卸載的功能，以保證永久代不會溢位，

4.3 StringTable移入堆空間

jdk7將StringTable放入堆空間，因為永久代回收效率低，full gc時候才會觸發，而full gc是老年代的空間不足，永久代空間不足才觸發，這就導致StringTable回收效率低，而開發中有大量的字串被創建，回收效率低，導致記憶體不足，當放入堆中，提高回收效率，

二、堆 （Heap）

對于大多數應用來說，Java 堆（Java Heap）是Java 虛擬機所管理的記憶體中最大的一塊，Java 堆是被所有執行緒共享的一塊記憶體區域，在虛擬機啟動時創建，此記憶體區域的唯一目的就是存放物件實體，幾乎所有的物件實體都在這里分配記憶體，這一點在Java 虛擬機規范中的描述是：所有的物件實體以及陣列都要在堆上分配，但是隨著JIT 編譯器的發展與逃逸分析技術的逐漸成熟，堆疊上分配、標量替換優化技術將會導致一些微妙的變化發生，所有的物件都分配在堆上也漸漸變得不是那么“絕對”了，

jdk7與jdk8堆記憶體結構比較

1、新生代（Yong/New Generation）

新生成的物件優先存放在新生代中，新生代物件朝生夕死，存活率很低，在新生代中，常規應用進行一次垃圾收集一般可以回收70% ~ 95% 的空間，回收效率很高，

HotSpot將新生代劃分為三塊，一塊較大的Eden（伊甸）空間和兩塊較小的Survivor（幸存者）空間，默認比例為8：1：1，（但是這個比例在虛擬機中開啟了自適應調節策略，比例進行了調節 6：1：1，在后面垃圾回收篇介紹）劃分的目的是因為HotSpot采用復制演算法來回收新生代，設定這個比例是為了充分利用記憶體空間，減少浪費，新生成的物件在Eden區分配（大物件除外，大物件直接進入老年代），當Eden區沒有足夠的空間進行分配時，虛擬機將發起一次Minor GC，

GC開始時，物件只會存在于Eden區和From Survivor區，To Survivor區是空的（作為保留區域），GC進行時，Eden區中所有存活的物件都會被復制到To Survivor區，而在From Survivor區中，仍存活的物件會根據它們的年齡值決定去向，年齡值達到年齡閥值（默認為15，新生代中的物件每熬過一輪垃圾回收，年齡值就加1，GC分代年齡存盤在物件的header中）的物件會被移到老年代中，沒有達到閥值的物件會被復制到To Survivor區，接著清空Eden區和From Survivor區，新生代中存活的物件都在To Survivor區，接著， From Survivor區和To Survivor區會交換它們的角色，也就是新的To Survivor區就是上次GC清空的From Survivor區，新的From Survivor區就是上次GC的To Survivor區，總之，不管怎樣都會保證To Survivor區在一輪GC后是空的，GC時當To Survivor區沒有足夠的空間存放上一次新生代收集下來的存活物件時，需要依賴老年代進行分配擔保，將這些物件存放在老年代中，

2、老年代（Tenured/Old Generationn）

　　在新生代中經歷了多次（具體看虛擬機配置的閥值）GC后仍然存活下來的物件會進入老年代中，老年代中的物件生命周期較長，存活率比較高，在老年代中進行GC的頻率相對而言較低，而且回收的速度也比較慢，

本篇主要記錄博主在學習java虛擬機程序的筆記以及自己的總結，內容及配圖來源《深入理解java虛擬機（第三版）-JVM高級特性與最佳實踐 》，書的作者是：周志明老師，文章中的圖片主要是尚硅谷JVM課程學習的圖片，有興趣的可以去 blibli 搜索學習，【文章中的內容參考的文章忘記是哪篇了，如有侵權，請聯系我】