JVM的內存結構是Java程序運行時內存管理的核心，不同區域有明確的職責。

一、整體劃分

包括兩大部分，分為線程私有區域(隨線程創建/銷毀，無需垃圾回收)和線程共享區域(所有線程共用，需要垃圾回收管理)。

• 線程私有區域：程序計數器、虛擬機棧、本地方法棧。 支撐線程獨立執行（如方法調用、指令跟蹤）
• 線程共享區域：堆、方法區(元空間)。 存儲對象實例、類信息等全局數據，是內存管理的核心區域。

二、各區域詳解：

1.程序計數器（Program Counter Register）：

• 線程私有： 每個線程都有獨立的程序計數器，互不干擾。
• 作用：記錄當當前線程 “下一條要執行的 JVM 字節碼指令的地址”，為線程提供執行路標，確保線程在切換(如CPU調度被中斷)后能夠恢復到正確的執行位置。

若執行的是 Java 方法，計數器存儲下一條要執行的字節碼指令的地址；
若執行的是 Native 方法（本地方法，如 C/C++ 實現），計數器值為undefined。 因為Native方法的執行由操作系統控制，而非JVM，無需JVM記錄指令地址。

特點：
1.內存空間極小，幾乎不占用資源。
2.是JVM中唯一不會發生OutOfMemoryError（OOM） 的區域。
3.本質是線程執行的路標，確保線程切換(如CPU調度)后能恢復到正確執行的位置。

2.虛擬機棧：

• 線程私有：每個線程創建時，會分配一個虛擬機棧，生命周期與線程一致。
• 作用：記錄方法調用的執行狀態，每個方法調用時，會創建一個棧幀，棧幀入棧；方法執行完畢，棧幀出棧。
• 棧幀包含的內容：
  1.局部變量表： 存儲方法內的局部變量（如基本類型、對象引用），容量在編譯期確定；
  2.操作數棧：方法執行時的臨時數據存儲區（如計算a+b時，先將a和b入棧，再執行加法）；
  3.動態鏈接：指向方法區中該方法的符號引用（運行時轉換為直接引用）；
  4.返回地址：方法執行完后，回到調用者的位置（如main方法調用func()，func()執行完需回到main的下一行）。

可能的異常：
1.StackOverflowError：線程請求的棧深度超過虛擬機允許的最大深度（如遞歸調用無終止條件）；
2.OutOfMemoryError：虛擬機棧可動態擴展時，擴展失敗（如創建過多線程，棧內存總需求超過系統內存）。

3.本地方法棧：

• 線程私有：與虛擬機棧功能類似，但專門為 Native 方法（非 Java 實現的方法）服務。
• 特點：
  可能拋出StackOverflowError（棧深度超限）和OutOfMemoryError（內存不足），與虛擬機棧一致。

4.堆：

• 線程共享：JVM中內存占比最大的區域，幾乎所有對象實例(包括數組)都在這里分配內存。
• 作用：存儲對象實例，是**垃圾回收(GC)**的主要工作區域。
• 結構劃分：
  堆空間通常按照對象“存活時間”劃分為以下區域：
  • 新生代：存放新創建的對象，分為：
    • Eden區(伊甸園)：新對象優先分配到這里。
    • Survivor 區（幸存者區）：分為 From 和 To 兩個大小相等的區域，用于存放 Eden 區回收后存活的對象（每次 GC 后，存活對象在 From 和 To 之間轉移，經過多次存活后進入老年代）。
  • 老年代：存放存活時間長的對象(如經過多次年輕代 GC 仍存活的對象）。

特點：
1.堆的大小可通過**-Xms（初始堆大小）和-Xmx（最大堆大小）參數配置（盡可能兩者設為一致，避免動態擴展消耗性能）；
2.是OOM 最常見的區域**（如創建對象過多且無法被 GC 回收，堆空間耗盡時拋出java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space）。

5.方法區：

• 線程共享：存儲已被 JVM 加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器（JIT）編譯后的代碼等數據。
• 歷史演進：
  • JDK 7 及之前：方法區的實現稱為 “永久代（PermGen）”，屬于堆的一部分，大小固定（易 OOM）；
  • JDK 8 及之后：永久代被元空間（Metaspace） 取代，元空間不再使用堆內存，而是直接使用本地內存（Native Memory），大小受系統內存限制（更靈活）。
• 運行時常量池：
  是方法區的一部分，存放編譯期生成的符號引用和字面量（如字符串常量"abc"）。

三、各區域的協作關系：

Java 程序運行時，內存流轉大致如下：
1.類加載器將類信息加載到方法區（元空間）；
2.主線程啟動，創建虛擬機棧，main方法的棧幀入棧；
3.執行new Object()時，在堆中創建對象實例，棧幀的局部變量表存儲該對象的引用（地址）；
4.程序計數器記錄當前執行的字節碼指令地址，確保線程切換后能繼續執行；
5.方法執行完畢，棧幀出棧；對象不再被引用時，由 GC 在堆中回收。