如何从编程的本质理解JVM内存模型

一般聊JVM内存模型都是把图截出来，然后对着图，解释上面堆、栈之类的概念。这篇将分享下，如何从编程的本质上理解，JVM内存模型是什么样子，为什么是这个样子，不再死记硬背。

编程的本质

编程的本质是什么，有这么一句话，程序=算法+数据结构。
这里的”算法”其实相当宽泛，而平时理解的算法是指诸如排序、查找等操作，相对狭隘。所以换一个解释，我们把算法解释为对数据执行操作，简称执行。
这样，程序的本质便是数据+执行。
而JVM作为JAVA程序的执行载体，必然从逻辑上与其相对应。

JVM内存模型

因此，JVM内存模型可以分为这么两部分：数据区、执行区。

数据区

任何程序，无论实现语言，它的数据总是可分为两类：元数据和业务数据。

元数据，指描述语言本身的数据，如类信息、指针、引用、即时编译代码等等。
业务数据，是指功能需求的数据，比如人事系统中的人员、部门数据，在面向对象的语言中以对象的形式存在。
而在JVM内存模型中，元数据对应方法区（Method Area），而业务数据对应着Java堆（Java Heap）。
书中解释如下：
Java堆：存放对象实例和数组。
方法区：存储加载的类信息、常量、静态变量、即时编译代码等
因此，图示如下。

执行区

执行部分，首先我们得理解程序执行的基本单位是什么，是方法（或称函数）。
通常的程序入口是main方法，单元测试也是基于方法。
平时交流时，也会说调下这个对象的方法，而不是调下这个对象。
甚至还有专门的函数式编程。
而在Java中，方法分为两种：Java方法和Native方法
在内存模型中，Java方法对应Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks），Native方法对应本地方法栈（Native Method Stack）
书中解释如下：

Java虚拟机栈是方法执行的内存模型。
本地方法栈为虚拟机使用Native方法服务。
除此之外，再加上程序计数器（Program Counter Register），为当前线程所执行的字节码的提供行号指示。
主要的内存模型就画出来了。

其中，数据区是通用的，所以线程共有，而执行区是线程执行自己的，所以线程私有。

JVM内存模型

再加上真正去执行程序的执行引擎，链接本地方法库，JVM内存模型就很好理解了。

对比下书上的结构，逻辑上一致。

以上。

参考资料

《深入理解Java虚拟机》

作者