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Java虚拟机的学习与应用是每一位Java编程开发程序员都需要熟练掌握的一个编程技术，下面我们就简单来了解一下，零基础学习Java虚拟机需要掌握哪些知识。

1.JVM管理的内存结构是怎样的?

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把他所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。《Java虚拟机规范》中规定了JVM所管理的内存需要包括一下几个运行时区域：

主要包含了PC寄存器(程序计数器)、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区以及运行时常量池。

但是，需要注意的是，上面的区域划分只是逻辑区域，对于有些区域的限制是比较松的，所以不同的虚拟机厂商在实现上，甚至是同一款虚拟机的不同版本也是不尽相同的。

2.不同的虚拟机在实现运行时内存的时候有什么区别?

前面提到过《Java虚拟机规范》定义的JVM运行时所需的内存区域，不同的虚拟机实现上有所不同，而在这么多区域中，规范对于方法区的管理是宽松的，规范中关于这部分的描述如下：

方法区在虚拟机启动的时候创建，虽然方法区是堆的逻辑组成部分，但是简单的虚拟机实现可以选择在这个区域不实现垃圾收集与压缩。本版本的规范也不限定实现方法区的内存位置和代码编译的管理策略。方法区的容量可以是固定的，也可以随着程序执行的需求动态扩展，并在不需要过多的空间时自行收缩。方法区在实际内存空间站可以是不连续的。

这一规定，可以说是给了虚拟机厂商很大的自由。

虚拟机规范对方法区实现的位置并没有明确要求，在著名的HotSopt虚拟机实现中(在Java8之前)，方法区仅是逻辑上的独立区域，在物理上并没有独立于堆而存在，而是位于永久代中。所以，这时候方法区也是可以被垃圾回收的。

实践证明，JVM中存在着大量的声明短暂的对象，还有一些生命周期比较长的对象。为了对他们采用不同的收集策略，采用了分代收集算法，所以HotSpot虚拟机把的根据对象的年龄不同，把堆分位新生代、老年代和永久代。

在Java8中，HotSpot虚拟机移除了永久代，使用本地内存来存储类元数据信息并称之为：元空间(Metaspace)

3.运行时数据区中哪些区域是线程共享的?哪些是独享的?

在JVM运行时内存区域中，PC寄存器、虚拟机栈和本地方法栈是线程独享的。

而Java堆、方法区是线程共享的。但是值得注意的是，Java堆其实还未每一个线程单独分配了一块TLAB空间，这部分空间在分配时是线程独享的，在使用时是线程共享的。

4.除了JVM运行时内存以外，还有什么区域可以用吗?

除了我们前面介绍的虚拟机运行时数据区以外，还有一部分内存也被频繁使用，他不是运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，他就是——直接内存。

直接内存的分配不受Java堆大小的限制，但是他还是会收到服务器总内存的影响。

在JDK1.4中引入的NIO中，引入了一种基于Channel和Buffer的I/O方式，他可以使用Native函数直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的应用进行操作。

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