JVM 内存模型面试题目

JVM内存主要分为：程序计数器，Java虚拟机栈，本地方法栈，Java堆，方法区。

1、程序计数器：为了线程切换能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。

2、Java虚拟机栈：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表（main方法中的对象是对象引用）、操作数栈、动态链接（例如多态就要动态链接以确定引用的状态，符号引用找到符号对应地址方法类似new的对象调用方法）、方法出口等信息。局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（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）。

其中 64 位长度的 long 和 double 类型的数据会占用 2 个局部变量空间（Slot），其余的数据类型只占用 1 个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

3、本地方法栈： Java 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。

4、Java 堆： 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在这里分配内存。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称做“GC 堆”。

5、方法区：方法区（Method Area）与 Java 堆一样，是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（final ）、静态变量（static）、即时编译器编译后的代码等数据。

一个类中主要有：常量、成员变量、静态变量、局部变量。其中常量与静态变量位于方法区，成员变量位于 Java 堆，局部变量位于 Java 虚拟机栈。

运行时常量池：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），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，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内存模型：每个线程都有一个工作内存，线程只可以修改自己工作内存中的数据，然后再同步回主内存，主内存由多个线程共享。

请讲一讲你对JVM内存模型的了解？

首先要说一下JVM内存空间分为五部分，分别是：方法区、堆、Java虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器

方法区主要用来存放类信息、类的静态变量、常量、运行时常量池等，方法区的大小是可以动态扩展的，

堆主要存放的是数组、类的实例对象、字符串常量池等。

Java虚拟机栈是描述JAVA方法运行过程的内存模型，Java虚拟机栈会为每一个即将执行的方法创建一个叫做“栈帧”的区域，该区域用来存储该方法运行时需要的一些信息，包括：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等。比如我们方法执行过程中需要创建变量时，就会将局部变量插入到局部变量表中，局部变量的运算、传递等在操作数栈中进行，当方法执行结束后，这个方法对应的栈帧将出栈，并释放内存空间。栈中会发生的两种异常，StackOverFlowError和OutOfMemoryError,StackOverFlowError表示当前线程申请的栈超过了事先定好的栈的最大深度，但内存空间可能还有很多。而OutOfMemoryError是指当线程申请栈时发现栈已经满了，而且内存也全都用光了。

本地方法栈结构上和Java虚拟机栈一样，只不过Java虚拟机栈是运行Java方法的区域，而本地方法栈是运行本地方法的内存模型。运行本地方法时也会创建栈帧，同样栈帧里也有局部变量表、操作数栈、动态链接和方法返回地址等，在本地方法执行结束后栈帧也会出栈并释放内存资源，也会发生OutOfMemoryError。

最后是程序计数器，程序计数器是一个比较小的内存空间，用来记录当前线程正在执行的那一条字节码指令的地址。如果当前线程正在执行的是本地方法，那么此时程序计数器为空。程序计数器有两个作用，1、字节码解释器通过改变程序计数器来一次读取指令，从而实现代码的流程控制，比如我们常见的顺序、循环、选择、异常处理等。2、在多线程的情况下，程序计数器用来记录当前线程执行的位置，当线程切换回来的时候仍然可以知道该线程上次执行到了哪里。而且程序计数器是唯一一个不会出现OutOfMeroryError的内存区域。

方法区和堆都是线程共享的，在JVM启动时创建，在JVM停止时销毁，而Java虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有的，随线程的创建而创建，随线程的结束而死亡。

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