整体架构
下面是一张更为清楚的内存结构图：
java 代码是怎么被CPU执行的？
- Java源代码编译为字节码，而这些二进制字节码则则是jvm指令，这些指令通过字节码解释器解释为机械码，然后CPU去执行对应的机械码（CPU只认机械码）
1、程序计数器
作用
是一块较小的内存空间，用于保存JVM中下一条所要执行的指令的地址
特点
- 线程私有
- 由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换、分配 CPU 执行时间的方式来实现。CPU会为每个线程分配时间片，在当前线程的时间片使用完以后，CPU就会去执行另一个线程中的代码
- 程序计数器是每个线程所私有的，当另一个线程的时间片用完，又返回来执行当前线程的代码时，通过程序计数器可以知道应该执行哪一句指令
- 不会存在内存溢出
2、虚拟机栈
定义
- 每个线程运行需要的内存空间，称为虚拟机栈，虚拟机栈也是线程私有的
- 每个栈由多个栈帧组成，对应着每次调用方法时所占用的内存
- 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的方法（栈顶的方法）
演示
代码
public class Main { public static void main(String[] args) { method1(); } private static void method1() { method2(1, 2); } private static int method2(int a, int b) { int c = a + b; return c; } }
在控制台中可以看到，主类中的方法在进入虚拟机栈的时候，符合栈的特点
问题辨析
- 垃圾回收是否涉及栈内存？
- 不需要。因为虚拟机栈中是由一个个栈帧组成的，在方法执行完毕后，对应的栈帧就会被弹出栈。所以无需通过垃圾回收机制去回收内存。
- 栈内存的分配越大越好吗？
- 不是。因为物理内存是一定的，栈内存越大，可以支持更多的递归调用，但是可执行的线程数就会越少。
- 方法内的局部变量是否是线程安全的？
- 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，则是线程安全的
- 如果如果局部变量引用了对象，并逃离了方法的作用范围（如传参是传入引用类型变量或返回时返回了引用类型变量），则需要考虑线程安全问题
3、本地方法栈
一些带有 native关键字 的方法就是需要JAVA去调用本地的 C 或者 C++ 方法，因为JAVA有时候没法直接和操作系统底层交互，所以需要用到本地方法。本地方法栈和虚拟机栈相似，只是调用的方法是本地方法。
4、堆
定义
通过new关键字创建的对象都会被放在堆内存
特点
- 所有线程共享，堆内存中的对象都需要考虑线程安全问题
- 有垃圾回收机制
堆内存溢出
java.lang.OutofMemoryError ：java heap space. 堆内存溢出
如果堆内存比较大，问题可能比较久才暴露，可以通过下面方法来设置堆内存大小让找问题的时候更快
堆内存诊断
可以在idea中下方的 Terminal 中执行（相当于在控制台执行），输入后会出现具体用法
jps
- 查看当前系统中有哪些java进程
jmap
- 查看堆内存占用情况 jmap - heap 进程id
jconsole
- 图形界面的，多功能的监测工具，可以连续监测
jvisualvm
- 可视化的展示虚拟机内容
5、方法区
结构
内存溢出
- 1.8以前会导致永久代内存溢出
- 1.8以后会导致元空间内存溢出（因在本地内存中，所以很难溢出，可以通过 -XX:MaxMetaspaceSize=8m 进行设置）
