JVM 内存模型（Java Virtual Machine Memory Model）是JVM 规范中定义的内存划分规则，用于管理 Java 程序运行时的内存，确保内存分配、使用和回收的有序性。不同 JDK 版本的内存模型略有差异（如 JDK 8 移除永久代，引入元空间），当前主流（JDK 8+）的内存模型如下：

1. 内存模型的核心区域（按线程可见性划分）

JVM 内存分为 “线程私有区域”（每个线程独立拥有，生命周期与线程一致）和 “线程共享区域”（所有线程共享，生命周期与 JVM 一致），具体划分：

（1）线程私有区域（Thread-Private Area）

每个线程启动时创建，线程结束时销毁，无需 GC 回收（除栈帧中的对象引用指向堆内存）：

• 1. 程序计数器（Program Counter Register）：
  • 作用：记录当前线程执行的字节码指令的地址（行号），用于线程切换后恢复执行位置（如线程 A 被暂停，切换到线程 B，线程 A 再次执行时，通过程序计数器找到上次执行的指令）；
  • 特点：
    • 线程私有，每个线程有独立的程序计数器；
    • 唯一不会抛出OutOfMemoryError的区域（内存大小固定，与 CPU 核心数匹配）；
    • 若线程执行的是本地方法（JNI 方法），程序计数器值为undefined（本地方法由 C/C++ 执行，无需字节码指令地址）。
• 2. 虚拟机栈（VM Stack）：
  • 作用：存储线程执行方法时的 “栈帧”（Stack Frame），每个方法调用对应一个栈帧入栈，方法执行完成对应栈帧出栈；
  • 栈帧组成：
    • 局部变量表：存储方法的局部变量（基本数据类型、对象引用），内存大小在编译时确定；
    • 操作数栈：用于方法执行时的临时数据运算（如i + j，先将i和j压入操作数栈，再执行加法指令）；
    • 动态链接：指向方法区中该方法的类元信息（如方法的符号引用，用于动态绑定，如多态）；
    • 方法返回地址：方法执行完成后，返回的父方法的指令地址（如方法 A 调用方法 B，方法 B 执行完后，通过返回地址回到方法 A 的下一条指令）；
  • 特点：
    • 线程私有，栈深度由方法调用链长度决定；
    • 内存大小可固定（-XX:ThreadStackSize，默认 1MB）或动态扩展；
    • 异常：若栈深度超过最大限制，抛出StackOverflowError（如递归调用无终止条件）；若栈内存无法动态扩展（如内存不足），抛出OutOfMemoryError。
• 3. 本地方法栈（Native Method Stack）：
  • 作用：与虚拟机栈类似，区别是存储线程执行 “本地方法”（JNI 方法）时的栈帧；
  • 特点：
    • 线程私有，由 JVM 实现（如 HotSpot JVM 将本地方法栈与虚拟机栈合并，统一管理）；
    • 异常：与虚拟机栈一致，抛出StackOverflowError或OutOfMemoryError。

（2）线程共享区域（Thread-Shared Area）

所有线程共享，由 JVM 启动时创建，JVM 关闭时销毁，需 GC 回收（堆内存和方法区的部分数据）：

• 1. 堆（Heap）：

  • 作用：存储 Java 对象实例（new关键字创建的对象）和数组，是 JVM 内存中最大的区域，也是 GC 的主要区域；
  • 分代划分（基于 “分代回收” 思想）：
    • 新生代（Young Generation，占堆内存 1/3）：
      • Eden 区（80%）：新对象优先分配到 Eden 区；
      • Survivor 区（20%）：分为 From Survivor 和 To Survivor（各 10%），存储 Eden 区 GC 后存活的对象；
    • 老年代（Old Generation，占堆内存 2/3）：存储从新生代晋升的长期存活对象（如年龄达到MaxTenuringThreshold的对象）；
  • 特点：
    • 线程共享，所有线程可访问堆中的对象；
    • 内存大小可通过-Xms（初始堆大小）和-Xmx（最大堆大小）配置（推荐设置为相同值，避免频繁扩容）；
    • 异常：若堆内存无法分配新对象（且 GC 无法释放足够内存），抛出OutOfMemoryError: Java heap space。

• 2. 方法区（Method Area）：

  • 作用：存储类元信息（类结构、字段、方法、接口定义）、常量池（字符串常量、数字常量）、静态变量、即时编译器（JIT）编译后的代码等；
  • JDK 版本差异：
    • JDK 7 及之前：方法区被称为 “永久代（PermGen）”，属于堆内存的一部分，大小通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize配置；
    • JDK 8 及之后：永久代被元空间（Metaspace） 替代，元空间使用本地内存（Native Memory），大小默认无上限（可通过-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize限制）；
  • 特点：
    • 线程共享，所有线程可访问类元信息；
    • 内存回收效率低：仅当类的类加载器被回收且无对象引用该类时，类元信息才会被回收；
    • 异常：JDK 7 及之前，永久代满时抛出OutOfMemoryError: PermGen Space；JDK 8 及之后，元空间满时抛出OutOfMemoryError: Metaspace。

• 3. 运行时常量池（Runtime Constant Pool）：

  • 作用：方法区的一部分，存储类编译后的常量（如字符串常量"abc"、整数常量123）、符号引用（类名、方法名的字符串引用）；
  • 特点：
    • 动态性：JDK 7 后，运行时常量池支持动态添加常量（如String.intern()方法，可将字符串动态加入常量池）；
    • 内存回收：当常量不再被引用时，可被 GC 回收（如动态添加的字符串常量）。