Java內存模型即Java Memory Model（JMM）。JVM是整個計算機虛擬模型，JMM定義了JVM在計算機內存(RAM)中的工作方式，所以JMM是隸屬于JVM的。
java 文件被 JVM 加載到內存中的過程：
- HelloWorld.java文件首先需要經過編譯器編譯，生成HelloWorld.class字節碼文件。
- Java 程序中訪問HelloWorld這個類時，需要通過 ClassLoader(類加載器)將HelloWorld.class 加載到 JVM 的內存中。
- JVM 中的內存可以劃分為若干個不同的數據區域，主要分為：程序計數器、虛擬機棧、本地方法棧、堆、方法區。
java代碼的編譯和執行過程
加載流程
裝載：指查找字節流，并根據此字節流創建類的過程。裝載過程成功的標志就是在方法區中成功創建了類所對應的 Class 對象。
鏈接：指驗證創建的類，并將其解析到 JVM 中使之能夠被 JVM 執行。
- 驗證：檢查讀入結構是否符合JVM規范的描述（文件格式檢驗、元數據、字節碼、符號引用檢驗）
- 準備：為類中的靜態變量分配內存，并為其設置“0值”
- 解析：把常量池中的符號引用轉換為直接引用，也就是具體的內存地址。在這一階段，JVM 會將常量池中的類、接口名、字段名、方法名等轉換為具體的內存地址。
- 初始化：則是將標記為 static 的字段進行賦值，并且執行 static 標記的代碼語句 。
jvm內存分區
- 程序計數器
- Java虛擬機棧
- 本地方法棧
- Java堆
- 方法區
程序計數器
線程私有，是虛擬機中一塊較小的內存空間，用于記錄當前線程執行的位置。
此內存區域是唯一一個在JVM規范中沒有規定任何OutofMemoryError情況的區域。
作用：Java程序是多線程的，CPU可以在多個線程中分配執行時間片段。當某一個線程被CPU掛起時，需要記錄代碼已經執行到的位置，方便CPU重新執行此線程時，知道從哪行指令開始執行。
可以看成是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的字節碼指令。分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能都需要依賴計數器。
注意事項：
1.在 Java 虛擬機規范中，對程序計數器這一區域沒有規定任何 OutOfMemoryError 情況。
程序計數器是線程私有的，每條線程內部都有一個私有程序計數器。它的生命周期隨著線程的創建而創建，隨著線程的結束而死亡。
當一個線程正在執行一個 Java 方法的時候，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址。如果正在執行的是 Native 方法，這個計數器值則為空（Undefined）。
Java虛擬機棧
作用：存放java方法執行時的所有數據
組成：由棧幀組成，一個棧幀代表一個方法的執行
線程私有，生命周期與線程相同。
異常StackOverflowError和OutOfMemoryError
- StackOverflowError：線程請求棧深度超出虛擬機棧所允許的深度。
(遞歸調用可能導致) - OutOfMemoryError：java虛擬機動態擴展無法申請足夠內存時拋出
(虛擬機棧、堆、方法去都有可能出現，大多數出現在堆中)
虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型，每個方法執行時jvm都會在虛擬機棧中創建一個棧幀。
棧幀
- 用于支持虛擬機進行方法調用和執行的數據結構。
- 每個線程執行某個方法時，都會為這個方法創建一個棧幀。
- 每個方法從調用到執行完成，就對應一個棧幀在虛擬機棧中的入棧和到出棧的過程。
一個線程包括多個棧幀，每個棧幀內部包含局部變量表、操作數棧、動態鏈接、返回地址等。
局部變量表：變量值的存貯空間。調用方法傳遞的參數、方法內部的局部變量都在這里。
操作數棧：也稱作操作棧。后入先出棧。
動態鏈接：支持方法調用過程中的動態連接。
返回地址：無論方法是否正常退出，在方法退出后都需要返回到方法被調用的位置，程序才能正常值行。返回地址就是幫助方法回復他的上層方法執行狀態。
本地方法棧
功能與虛擬機棧類似。區別在于本地方法棧為native方法服務。
Java堆
JVM所管理的內存中最大的一塊，用來存放對象實例，被所有線程所共享。
幾乎所有對象實例都在堆中進行分配，因此時垃圾收集器（GC）管理的主要區域。
可分為：新生代和老年代。新生代可再細分為：Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間。有OutOfMemoryError異常。
方法區
- 存儲被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后等數據。運行時常量池是方法區一部分。（常量池、源代碼中的命名常量、String常量，Static都保存在方法區）
- 跟Java堆一樣，是各個線程共享區域。
- 是規范層面的東西，規定了這一個區域要放哪些數據。
直接內存
不屬于虛擬機運行時數據區的一部分。Java NIO引入了一種基于通道與緩沖區的IO方式。可以使用Native函數庫直接分配堆外內存，然后通過一個存儲在Java堆中的DirectByteBuffer對象作為這塊內存的引用進行操作。避免Java堆和Native堆之間來回復制數據，在某種場景中顯著提高性能。由于不在堆中分配，因此不受到堆大小限制。但既然是內存總有會被用完時候，因此會拋出OutOfMemoryError。
Dalvik與JVM的不同
- 執行文件不同，一個是dex，一個是class
- 類加載系統與jvm區別較大
- 可以同時存在多個DVM
- Dalvik基于寄存器，JVM基于棧（寄存器是比內存更快的存儲介質）
ART比Dalvik優勢
- DVM使用JIT來將字節碼轉換成機器碼，效率低
- ART采用了AOT預編譯技術，執行速度更快（安裝時字節碼轉換成機器碼）
- ART會占用更多的應用安裝時間和存儲空間
