Java内存模型即Java Memory Model（JMM）。JVM是整个计算机虚拟模型，JMM定义了JVM在计算机内存(RAM)中的工作方式，所以JMM是隶属于JVM的。
java 文件被 JVM 加载到内存中的过程：
- HelloWorld.java文件首先需要经过编译器编译，生成HelloWorld.class字节码文件。
- Java 程序中访问HelloWorld这个类时，需要通过 ClassLoader(类加载器)将HelloWorld.class 加载到 JVM 的内存中。
- JVM 中的内存可以划分为若干个不同的数据区域，主要分为：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区。
java代码的编译和执行过程
加载流程
装载：指查找字节流，并根据此字节流创建类的过程。装载过程成功的标志就是在方法区中成功创建了类所对应的 Class 对象。
链接：指验证创建的类，并将其解析到 JVM 中使之能够被 JVM 执行。
- 验证：检查读入结构是否符合JVM规范的描述（文件格式检验、元数据、字节码、符号引用检验）
- 准备：为类中的静态变量分配内存，并为其设置“0值”
- 解析：把常量池中的符号引用转换为直接引用，也就是具体的内存地址。在这一阶段，JVM 会将常量池中的类、接口名、字段名、方法名等转换为具体的内存地址。
- 初始化：则是将标记为 static 的字段进行赋值，并且执行 static 标记的代码语句 。
jvm内存分区
- 程序计数器
- Java虚拟机栈
- 本地方法栈
- Java堆
- 方法区
程序计数器
线程私有，是虚拟机中一块较小的内存空间，用于记录当前线程执行的位置。
此内存区域是唯一一个在JVM规范中没有规定任何OutofMemoryError情况的区域。
作用：Java程序是多线程的，CPU可以在多个线程中分配执行时间片段。当某一个线程被CPU挂起时，需要记录代码已经执行到的位置，方便CPU重新执行此线程时，知道从哪行指令开始执行。
可以看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖计数器。
注意事项：
1.在 Java 虚拟机规范中，对程序计数器这一区域没有规定任何 OutOfMemoryError 情况。
程序计数器是线程私有的，每条线程内部都有一个私有程序计数器。它的生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的结束而死亡。
当一个线程正在执行一个 Java 方法的时候，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果正在执行的是 Native 方法，这个计数器值则为空（Undefined）。
Java虚拟机栈
作用：存放java方法执行时的所有数据
组成：由栈帧组成，一个栈帧代表一个方法的执行
线程私有，生命周期与线程相同。
异常StackOverflowError和OutOfMemoryError
- StackOverflowError：线程请求栈深度超出虚拟机栈所允许的深度。
(递归调用可能导致) - OutOfMemoryError：java虚拟机动态扩展无法申请足够内存时抛出
(虚拟机栈、堆、方法去都有可能出现，大多数出现在堆中)
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法执行时jvm都会在虚拟机栈中创建一个栈帧。
栈帧
- 用于支持虚拟机进行方法调用和执行的数据结构。
- 每个线程执行某个方法时，都会为这个方法创建一个栈帧。
- 每个方法从调用到执行完成，就对应一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和到出栈的过程。
一个线程包括多个栈帧，每个栈帧内部包含局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址等。
局部变量表：变量值的存贮空间。调用方法传递的参数、方法内部的局部变量都在这里。
操作数栈：也称作操作栈。后入先出栈。
动态链接：支持方法调用过程中的动态连接。
返回地址：无论方法是否正常退出，在方法退出后都需要返回到方法被调用的位置，程序才能正常值行。返回地址就是帮助方法回复他的上层方法执行状态。
本地方法栈
功能与虚拟机栈类似。区别在于本地方法栈为native方法服务。
Java堆
JVM所管理的内存中最大的一块，用来存放对象实例，被所有线程所共享。
几乎所有对象实例都在堆中进行分配，因此时垃圾收集器（GC）管理的主要区域。
可分为：新生代和老年代。新生代可再细分为：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。有OutOfMemoryError异常。
方法区
- 存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后等数据。运行时常量池是方法区一部分。（常量池、源代码中的命名常量、String常量，Static都保存在方法区）
- 跟Java堆一样，是各个线程共享区域。
- 是规范层面的东西，规定了这一个区域要放哪些数据。
直接内存
不属于虚拟机运行时数据区的一部分。Java NIO引入了一种基于通道与缓冲区的IO方式。可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。避免Java堆和Native堆之间来回复制数据，在某种场景中显著提高性能。由于不在堆中分配，因此不受到堆大小限制。但既然是内存总有会被用完时候，因此会抛出OutOfMemoryError。
Dalvik与JVM的不同
- 执行文件不同，一个是dex，一个是class
- 类加载系统与jvm区别较大
- 可以同时存在多个DVM
- Dalvik基于寄存器，JVM基于栈（寄存器是比内存更快的存储介质）
ART比Dalvik优势
- DVM使用JIT来将字节码转换成机器码，效率低
- ART采用了AOT预编译技术，执行速度更快（安装时字节码转换成机器码）
- ART会占用更多的应用安装时间和存储空间
