棧與堆

HotSpot 在虛擬機棧和本地方法棧的實現上，直接將二者合二為一，也就是說使用同一個棧來支持 Java 方法和本地方法的執(zhí)行，下文以 Java 棧代稱。

并且在 HotSpot 的實現中 Java 棧是不支持動態(tài)擴展的，也就是說 Java 棧通常只會拋出 SOF（StackOverflowError）異常，除非在啟動線程申請內存時就因無法獲取足夠的內存而出現 OOM（OutOfMemoryError）異常。

上一篇說過“幾乎”所有的對象實例都在堆里分配內存，那么為什么說是“幾乎”呢？

刨除邏輯上歸屬于方法區(qū)的靜態(tài)變量不談，HotSopt 虛擬機中存在 JIT 即時編譯，在即時編譯的過程中，會進行逃逸分析，當發(fā)現一個局部對象并沒有逃逸到方法和線程之外，那么這個對象就可能不在堆上分配內存，而是在棧上分配內存。

方法區(qū)的不同版本實現

方法區(qū)是 JVM 規(guī)范中定義的一個概念，不同的廠商在實現虛擬機的時候有不同的落地實現。

即使在 HotSpot 虛擬機中，不同的版本也有不同的實現方式，在 JDK6 的時候方法區(qū)的落地實現是永久代（PermGen）。

圖片

在 JDK7 的時候方法區(qū)的落地實現仍是永久代，但是發(fā)生了一些變化，JDK7 將存儲在永久代的字符串常量池、靜態(tài)變量遷出，存儲到了堆區(qū)。

圖片

在 JDK8 的時候 HotSpot 虛擬機完全舍棄了永久代的落地實現，改用元空間落地實現。并且 JDK8 將元空間從虛擬機運行時數據區(qū)遷到了本地內存中。

圖片

個人理解，JDK8 之前方法區(qū)采用永久代實現，因為永久代有 -XX:MaxPermSize 上限，并且這個參數即使不設置也會有默認值，所以容易發(fā)生 OOM 異常。

于是 JDK7 就將永久代中的字符串常量池、靜態(tài)變量遷出，但 OOM 問題處理可能仍未達到預期，最終在 JDK8 采用在本地內存中實現的元空間作為方法區(qū)的落地實現。

在這個過程中，-XX:PermSize 和 --XX:MaxPermSize JVM 參數也隨之失效，改為通過--XX: MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 來設置元空間參數。

本地內存和直接內存

最后，我們來介紹一下本地內存和直接內存。個人理解，截止 JDK8，Java 程序內存應該是包含 JVM 內存和本地內存，本地內存狹義上又包含元空間和直接內存（二者存儲在同一塊區(qū)域，只是作用上不一致）。

本地內存

本地內存并不是虛擬機運行時數據區(qū)的一部分，也不是《Java 虛擬機規(guī)范》中定義的內存區(qū)域。

這塊區(qū)域直接受本機物理內存限制，當申請的內存超過了本機物理內存，才會拋出 OOM 異常。

直接內存

直接內存也是受本機物理內存限制，在 JDK4 中引入了基于通道與緩沖區(qū)的 NIO，它可以利用 Native 函數庫直接分配堆外內存，然后通過堆內的 DirectByteBuffer 對象引用這塊堆外內存。

避免了傳輸的數據在堆和堆外來回復制，顯著的提高了 IO 性能。這塊堆外內存就是直接內存。