很多人问，作为一个Android开发有必要了解Java内存分配机制吗？答案是肯定的。
java的内存区域划分实际上远比这复杂：java虚拟机在执行Java
程序的过程中会把所有的内存划分为不同的数据区域，下面这张图
描述了一个HelloWorld.java文件被JVM加载到内存中的过程：
1.HelloWorld.java 文件首先需要经过编译器编译，生成HelloWorld.class 字节码文件。
2.Java程序中访问HelloWorld这个类时，需要通过ClassLoader将HelloWorld.class加载到JVM内存中。
3.JVM中的内存可以划分为若干个不同的数据区域，包括：
程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈，堆，方法区。
1.1 程序计数器
Java是多线程的，CPU可以在多个线程中分配执行时间片段。当一个线程被CPU挂起时，需要记录代码已经执行到的位置，方便CPU重新执行此线程时，知道从那行执行开始执行，这就是程序计数器的组作用。
程序计数器是虚拟机中一块较小的内存空间，主要用于记录当前线程
执行的位置。
如上图所示：每个线程都会记录当前方法执行到的一个位置，当CPU切换到某一个线程上时，根据程序计数器记录的数字，继续向下执行指令。
关于程序计数器还有几个需要格外注意：
1.在Java虚拟机规范中，对程序计数器这一区域规定没有任何OutOfMemoryError情况。
2.线程私有，每个线程内部都有一个私有的程序计数器，他的生命周期随着线程创建而创建，结束而死亡。
3.当一个线程正在执行一个Java方法时，这个程序计数器记录正在执行虚拟机字节指令的地址，如果正在执行的是Native方法，这个程序计数器的数值为空
1.2本地方法栈
本地方法栈和下面即将要讲的虚拟机栈基本相同，只不过是针对本地方法，在Android开发涉及JNI可能接触本地方法多一些，有一些虚拟机的实现已经将本地方法栈和虚拟机栈合二为一了（HotSpot）。
1.3虚拟机栈
虚拟机栈也是线程私有的，与线程的生命周期同步，在Java虚拟机中，规定了两种异常：
1.StackOverflowError ：当前线程请求栈深度超出虚拟机栈所允许的深度时抛出。
2.OutOfMemoryError：当JVM动态扩展到无法申请足够内存时抛出。
在我们看一些博客和书的时候，经常看到一句话：JVM是基于栈解释器执行的，DVM是基于寄存器解释器执行的。
上面那句话基于栈值得就是虚拟机栈，虚拟机栈的初衷是用来描述Java方法执行的内存模型，每个方法执行的时候，JVM都会在虚拟机栈中创建一个栈帧，让我们看一下栈帧是什么？
1.3.1栈帧
每一个线程在执行某一个方法时，都会为这个方法创建一个栈帧，
我们可以这样理解：一个线程包含多个栈帧，每个栈帧内部包含：局部变量表，操作数栈，动态链接，返回地址等。
1.3.1.1 局部变量表
局部变量表是变量值的存储空间，我们调用方法传递的参数，以及在方法内部创建的变量都会保存在局部变量表中。
1.3.1.2 操作数栈
操作数栈也常称为操作栈，他是一个后入先出栈。
当一个方法刚刚开始执行的时候，这个方法的操作数栈是空的，在方法执行的过程中，会把各种指令压入和弹出操作数栈。
1.3.1.3 动态链接
动态链接的主要目的是为了支持方法在调用过程中的动态链接。
在一个class文件中，一个方法要调用其他方法，需要将这些方法的符号引用转化为其所在内存地址中的直接引用，而符号引用存在于方法区中。
1.3.1.4 返回地址
当一个方法开始执行后，只有两种方式可以退出这个方法：
1.正常退出：方法中的代码正常完成，或者遇到任意一个返回的指令。
2.异常退出：方法执行过程中遇到异常，并且内部没有处理。
正常退出时，栈帧中可能保存此数值作为返回地址。方法异常退出时，栈帧中一般不会保存部分信息。
1.4 堆
Java堆是JVM所管理的内存中最大的一块，该区的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象的实例都在堆里分配，因此他是GC管理的主要区域，有时候也叫GC堆同时他是所有线程的内存区域，因此被分配在此区域的对象如果被多个线程访问的话，需要考虑线程安全。
按照对象存储时间的不同，可以分为新生代，老年代，其中新生代又被分为Eden和Survivor区。
图中不同的区域具有不同的生命周期，可以根据不同区域使用不同的垃圾回收算法，进而提高垃圾回收率。
1.5 方法区
方法区也是JVM规范里规定的一块运行时数据区。主要存储已经被JVM加载的类信息（版本，字段，方法，接口），常量，静态变量，即时编译器后的代码和数据，该区域也是被各个线程共享。
1.6 异常再现
StackOverflowError 栈溢出：
在method方法中，递归调用了自身，并且没有设置递归结束条件，所以出现了StackOverflowError异常。
OutOfMemoryError 内存溢出：
理论上，虚拟机栈，方法去，堆都有可能发生OutOfMemoryError，但在实际过程中，大多数发生于堆中。
在一个无线循环中，动态向List添加HeapError对象，这会不断的占用堆中的内存，当堆内存不够时，必然会产生OutOfMemoryError，也就是内存溢出异常。
1.7 总结
对于 JVM 运行时内存布局，我们需要始终记住一点：上面介绍的这 5 块内容都是在 Java 虚拟机规范中定义的规则，这些规则只是描述了各个区域是负责做什么事情、存储什么样的数据、如何处理异常、是否允许线程间共享等。千万不要将它们理解为虚拟机的“具体实现”，虚拟机的具体实现有很多，比如 Sun 公司的 HotSpot、JRocket、IBM J9、以及我们非常熟悉的 Android Dalvik 和 ART 等。这些具体实现在符合上面 5 种运行时数据区的前提下，又各自有不同的实现方式。
最后我们借助一张图来概括一下本课时所介绍的内容：
总结来说，JVM 的运行时内存结构中一共有两个“栈”和一个“堆”，分别是：Java 虚拟机栈和本地方法栈，以及“GC堆”和方法区。除此之外还有一个程序计数器，但是我们开发者几乎不会用到这一部分，所以并不是重点学习内容。 JVM 内存中只有堆和方法区是线程共享的数据区域，其它区域都是线程私有的。并且程序计数器是唯一一个在 Java 虚拟机规范中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域。
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