Java内存模型详解：栈、堆、方法区、本地方法栈与程序计数器

Java内存模型详解：栈、堆、方法区、本地方法栈与程序计数器

在 Java 面试中，JVM 内存模型几乎是必问内容。

常见问题：

• 对象存放在哪里？
• new出来的对象为什么在堆中？
• 局部变量为什么在线程栈中？
• 方法区存放什么内容？
• 程序计数器有什么作用？
• 栈溢出和堆溢出的区别是什么？

本文结合实际开发和面试场景，系统讲解 JVM 运行时数据区。

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目录

• JVM运行时内存结构
• 程序计数器（Program Counter Register）
• Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）
• 本地方法栈（Native Method Stack）
• 堆（Heap）
• 方法区（Method Area）
• JDK6、JDK7、JDK8区别
• 对象创建过程
• 成员变量与局部变量存储位置
• 栈溢出与堆溢出
• 常见面试题
• 总结

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一、JVM运行时内存结构

Java程序运行时，JVM会将内存划分为多个区域。

主要包括：

┌─────────────────┐
│ 程序计数器       │
├─────────────────┤
│ Java虚拟机栈     │
├─────────────────┤
│ 本地方法栈       │
├─────────────────┤
│ 堆 Heap         │
├─────────────────┤
│ 方法区 MethodArea│
└─────────────────┘

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可以简单记忆为：

线程私有：

程序计数器
虚拟机栈
本地方法栈

线程共享：

堆
方法区

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二、程序计数器（Program Counter Register）

程序计数器：

当前线程所执行字节码的行号指示器。

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可以理解为：

程序执行到哪一行了

记录器。

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例如：

public static void main(String[] args) {

    int a = 10;

    int b = 20;

    int c = a + b;
}

执行过程：

执行第一行

↓

记录位置

↓

执行下一行

↓

记录位置

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作用：

保证线程切换后

能够恢复到正确执行位置

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特点：

线程私有

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因为：

每个线程执行位置都不同

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面试高频：

唯一不会发生OOM的内存区域

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三、Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）

Java虚拟机栈简称：

栈（Stack）

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作用：

运行Java方法

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每调用一个方法：

test();

都会创建：

栈帧（Stack Frame）

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例如：

public void methodA() {

    methodB();
}

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执行过程：

methodA入栈

↓

methodB入栈

↓

methodB执行结束出栈

↓

methodA出栈

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图示：

栈顶

methodB

methodA

main

栈底

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四、局部变量存放在哪里

局部变量：

public void test() {

    int age = 18;

    String name = "Tom";
}

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存储位置：

栈帧中的局部变量表

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因此：

局部变量跟随方法

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方法结束：

立即销毁

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这也是你笔记中的：

局部变量在栈中

跟着方法走

的来源。

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五、本地方法栈（Native Method Stack）

专门用于：

Native方法

执行。

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例如：

public native void start0();

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Thread源码：

private native void start0();

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native表示：

不是Java实现

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而是：

C
C++
操作系统代码

实现。

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作用：

扩展Java能力

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例如：

文件系统

硬件交互

网络驱动

操作系统调用

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这些很多都依赖本地方法。

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六、堆（Heap）

堆是 JVM 最大的一块内存区域。

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作用：

存放对象

和：

数组

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例如：

Student stu =
        new Student();

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执行：

new Student()

时：

对象进入堆

---

引用变量：

stu

存放在栈中。

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图示：

栈

stu
 │
 ▼

堆

Student对象

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七、数组为什么在堆中

例如：

int[] nums =
        new int[10];

---

执行：

new int[10]

时：

数组对象创建在堆中

---

引用：

nums

位于栈中。

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图示：

栈

nums
 │
 ▼

堆

数组对象

---

这也是你笔记中的：

数组属于引用数据类型

原因。

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八、堆中的默认值

对象创建后：

new User();

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成员变量自动赋默认值。

例如：

class User {

    int age;

    boolean flag;

    String name;
}

---

默认值：

int       → 0

long      → 0L

float     → 0.0

double    → 0.0

char      → '\u0000'

boolean   → false

引用类型  → null

---

原因：

堆内存初始化

时自动赋值。

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九、方法区（Method Area）

方法区：

存储类信息、方法信息、常量、静态变量等数据。

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例如：

public class User {

    private String name;

    public void save() {

    }
}

---

类加载后：

User类信息

save方法信息

字段信息

进入方法区。

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因此：

代码运行前

先加载到方法区

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这与你笔记中的：

代码预备区

概念类似。

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十、静态变量存放在哪里

例如：

public class User {

    static int count = 0;
}

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JDK6：

方法区（永久代）

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JDK7以后：

堆中

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JDK8：

元空间(Metaspace)

类信息在元空间

静态变量在堆中

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因此你的笔记：

静态变量在堆中

对于现代JDK是正确的。

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十一、对象创建过程

代码：

User user =
        new User();

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执行过程：

第一步

检查类是否加载。

User.class

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第二步

在堆中分配内存。

创建对象

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第三步

成员变量赋默认值。

例如：

0

false

null

---

第四步

执行构造方法。

public User() {

}

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第五步

返回对象地址。

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最终：

user

↓

对象地址

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十二、成员变量与局部变量区别

成员变量

定义：

class User {

    int age;
}

---

特点：

定义在类中

属于对象

存放于堆

---

生命周期：

对象创建开始

对象销毁结束

---

局部变量

定义：

public void test() {

    int age = 18;
}

---

特点：

定义在方法中

存放于栈

---

生命周期：

方法调用开始

方法结束销毁

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十三、栈溢出（StackOverflowError）

示例：

public void test() {

    test();
}

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执行：

不断调用自己

不断入栈

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最终：

栈空间耗尽

---

异常：

StackOverflowError

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最典型场景：

递归没有结束条件

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十四、堆溢出（OutOfMemoryError）

示例：

List<Object> list =
        new ArrayList<>();

while (true) {

    list.add(new Object());
}

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结果：

对象无限增长

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最终：

Java heap space

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异常：

OutOfMemoryError

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十五、线程私有与线程共享

区域	是否共享
程序计数器	否
虚拟机栈	否
本地方法栈	否
堆	是
方法区	是

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记忆口诀：

三私有

两共享

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十六、面试高频问题

面试题1

对象存放在哪里？

答案：

堆中

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面试题2

局部变量存放在哪里？

答案：

虚拟机栈

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面试题3

成员变量存放在哪里？

答案：

对象中

对象位于堆

---

面试题4

方法信息存放在哪里？

答案：

方法区

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面试题5

StackOverflowError原因？

答案：

栈空间耗尽

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面试题6

OutOfMemoryError原因？

答案：

堆空间耗尽

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面试题7

哪个区域不会发生OOM？

答案：

程序计数器

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十七、JVM内存结构速记图

线程私有

程序计数器
虚拟机栈
本地方法栈

────────────

线程共享

堆
方法区

---

对象：

堆

---

数组：

堆

---

局部变量：

栈

---

类信息：

方法区

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总结

JVM运行时内存主要包括：

程序计数器

虚拟机栈

本地方法栈

堆

方法区

其中：

对象、数组 → 堆

局部变量 → 栈

类信息、方法信息 → 方法区

需要牢记：

栈跟着方法走

堆跟着对象走

以及：

程序计数器是唯一不会发生OOM的区域

这是 JVM 面试中的经典考点。

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