JVM运行时数据区是HotSpot等JVM实现中真实划分、可监控调优的内存区域集合,包括堆(线程共享)、Java虚拟机栈(线程私有)、程序计数器(线程私有且唯一不抛OOM的区域)、方法区(JDK 8+为元空间)及栈帧结构。

Java中没有叫“虚拟机模型”的独立概念——你实际想了解的,是 JVM运行时数据区(Runtime Data Areas),也就是常说的 JVM内存模型。它不是抽象理论模型,而是HotSpot等JVM实现中真实划分、可监控、可调优的内存区域集合。
为什么堆和栈总被混淆?关键看线程归属
很多人以为“堆存对象、栈存变量”就够了,但真正踩坑的是线程视角:
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堆(Heap)是所有线程共享的,对象一旦创建就在这里分配,GC主要动它; -
Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)是每个线程私有的,方法调用即压栈,方法返回即弹栈; -
程序计数器(Program Counter Register)也是线程私有,且是JVM中唯一不会抛出OutOfMemoryError的区域——它只存下一条字节码指令地址,极小、无GC、不可配置。
常见错误现象:
- 在高并发场景下,盲目增大
-Xss(单线程栈大小),导致线程数锐减甚至创建失败; - 把静态变量误认为“在栈里”,其实它存在
方法区(JDK 8+为元空间 Metaspace),属于线程共享区域。
方法区去哪儿了?永久代→元空间的迁移不是升级,是解耦
JDK 8起,PermGen(永久代) 被彻底移除,取而代之的是使用本地内存(Native Memory)的 Metaspace:
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- 方法区不再受
-XX:MaxPermSize限制,改由-XX:MaxMetaspaceSize控制(默认无上限,可能耗尽系统内存); - 类型信息、常量池、静态变量、JIT编译后的代码都进元空间,但字符串常量池(
StringTable)从JDK 7起已移到堆中; - 如果应用动态生成大量类(如Spring Boot + CGLIB代理多、OSGi、热部署框架),
Metaspace OOM比旧版PermGen OOM更隐蔽——因为堆没满,GC日志也不报错,只看到java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace。
实操建议:
- 生产环境务必设置
-XX:MaxMetaspaceSize=256m(按需调整); - 配合
-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps观察元空间增长趋势; - 使用
jstat -gc查看MU(Metaspace Used)和MC(Metaspace Capacity)。
栈帧里到底装了啥?局部变量表不是“变量本身”
一个方法执行时,JVM为其创建一个 栈帧(Stack Frame),里面包含:
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局部变量表:存储方法参数、方法内定义的局部变量——但注意,它只存引用(如Object obj存的是堆中对象地址),或基本类型值(如int i = 42存的就是42); -
操作数栈:字节码指令运算的临时工作区,比如iadd指令会从栈顶弹出两个int相加再压回; -
动态链接:指向运行时常量池中该方法符号引用的位置; -
方法返回地址:记录调用者方法下一条指令地址,用于方法退出后恢复执行。
容易被忽略的点:
- 局部变量表大小在编译期就确定(
javap -v可见LocalVariableTable和max_stack / max_locals); -
final修饰的局部变量不一定会被优化进常量池,是否内联取决于JIT,不能靠它做性能假设; - Lambda表达式捕获的外部变量,会被编译器自动封装进合成构造方法参数,本质仍是栈帧传参。
JVM运行时架构不是纸面模型,它是你每次 java -jar app.jar 启动后真正在内存里展开的结构。堆是否够大、元空间会不会爆、线程栈会不会溢出——这些都不是“理论上可能”,而是上线后凌晨三点告警的真实源头。调优前先用 jps、jstat、jmap 看清它长什么样,比背原理管用十倍。










