關於java內存區域部分的堆，棧，方法區三個部分而言，我總結了一下大概為一下這張圖。
以下是我第一次初學堆,棧,方法區的一些心得，如有不足，希望各位大佬們指點一下
棧（Stack）：
1.為什么棧要用來存儲基本變量信息和對象引用
java虛擬機的基本架構就是采用棧來進行設計的。當一個程序需要運行的時候，由於要預先內存空間和運行的生命周期，所以需要進行指針的變動，來進行內存大小的分配。是的，由於這個操作會對程序的執行帶來一定的不方便，所以一般棧被用來存放一些基本的變量類型或者引用對象的地址，而對於存儲數據量較為龐大的java對象責備存儲在了堆里面了。
2.為什么說棧的提取速度比堆要快？
我對於硬件部分也不是很理解，所以這里也只好從軟件方面來分析，總結分析之后得出原因有以下幾個：
1.棧里面的內存大小一般都是程序啟動的時候由系統分配好的。
2.堆的內存大小需要在使用的時候才回去申請，而且每次對於內存大小的申請和歸還都會比較消耗性能，開銷較大。
3.cpu里面會有專門的寄存器來操作棧，堆里面都是使用間接尋址的方式來進行對象查找的，所以棧會快一些。
3.虛擬機棧里面為什么會有數據共享一說？
這個原因我們可以舉一個例子來說吧：
假設有這么一段代碼：
int j=10;
int k=10;
j=12;
對於這段簡單的代碼而言，虛擬機里面的棧又是如何處理的呢？其實比較簡單的理解就是如下所示：
首先在棧里面會先查找是否存在一個區域存放有10，如果沒有就創建一個區域存放10。然后將j引用到這個變量里面去。接着當程序執行到第二句的時候，虛擬機會先到棧里面去查找一下是否存在一個值為10的區域，如果有就直接讓k指向10。所以基本如下圖所示：
當后期對於j變量的值進行修改為12以后，棧就會重復性的先去查找是否有12，如果沒有開辟新的空間用於存儲12，然后讓j指向這個值
這里面的10這個值，被k,j共同引用的過程就叫做數據共享。
4.棧里面到底存儲了什么？
關於這個問題，我在《深入理解jvm&gc》這本書里面看到了一個比較好的解釋，棧里面存儲了很多小項，這里面我們稱之為棧幀，這是一種數據結構用於存儲方法的局部變量表，操作數棧，動態鏈接方法還有上下文數據等信息。
那么我們怎么來理解這個棧幀呢？每個棧幀里面都會存儲有相應的一下內容：
1.局部變量表
2.操作數棧
3.動態鏈接
4.返回地址
這些東西第一次聽說一般都會感覺比較陌生，那么我們來逐個逐個一一講解：
局部變量表：
這里面的作用主要是存儲一系列的變量信息，而且這些變量都是以數字數組的形式來存儲的，一般而言byte，short，char，類型的數據在存儲的時候會變為int類型，boolean類型也是存儲為數字類型，long，double則是轉換為雙字節大小的控件存儲在棧里面。
操作數棧：
關於這個小編也是有點不太了解，看了幾篇博客之后也只是知道這個東西是可以將指令在棧里面進行push和pop操作，也是一個數字數組類型。
關於詳情的分析可以去閱讀以下這篇博客：
https://blog.csdn.net/qq_28666081/article/details/85269879
動態鏈接：
動態鏈接的作用主要還是提供棧里面的對象在進行實例化的時候，能夠查找到堆里面相應的類地址，並進行引用。這一整個過程，我們稱之為動態鏈接。
返回地址：
某個子方法執行完畢之后，需要回到主方法的原有位置繼續執行程序，方法出口主要就是記錄該信息
堆（heap）
1.堆里面存放的內容主要還是new出來的對象和一些數組信息。
2.java的虛擬機不需要知道從堆內存里面存放多少空間大小的變量信息，也不需要知道每個對象的生命周期，所以一般程序運作的靈活性很高。
3.堆區里面存放了大量的對象很信息，所以也成為了gc重點回收的一個區域模塊，所以當大量內存被占用的時候，gc的垃圾回收就會成為整個系統的性能瓶頸。於是隨着jdk的不斷更新，新的技術也對於jvm的內存分配這一塊進行一定的優化改善，實現了off-heap。
好了，知道這些內容之后，基本簡單的面試問題都可以干掉了，如果要深入了解的話可以從以下幾個方面入手：
關於垃圾回收的原理和分類？
可以看看我的另一篇文章：https://blog.csdn.net/Danny_idea/article/details/87475188
什么是指針逃逸？如何對此進行優化？
可以參考我的公眾號文章：https://mp.weixin.qq.com/s/tyF9Ve40C_uu4rwcs4tUsg
靜態方法區：
關於這個概念也可以稱之為靜態區，靜態區和堆很相似，里面存放的信息也是線程共享的，它包含的信息如下圖所示：
方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素，如class，static變量。
方法區又被稱為靜態區，是程序中永遠唯一的元素存儲區域。和堆一樣，是各個線程共享的內存區域。它用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。
Java虛擬機規范對方法區的限制非常寬松，除了和Java堆一樣 不需要連續的內存和可以選擇固定大小或者可擴展之外，還可以選擇不實現垃圾回收。
這區域的內存回收目標主要是針對常量池的回收和類型的卸載，一般而言，這個區域的內存回收比較難以令人滿意，尤其是類型的回收，條件相當苛刻，但是這部分區域的內存回收確實是必要的。
很多開發者更願意把方法區稱為“永久代”(Perm Gen)(Permanent Generation)「總是存放不會輕易改變的內容」。在目前已經發布的JDK 1.7 的HotSpot中，已經把原本放在永久代的字符串常量池移至堆中。
運行時常量池(Runtime Constant Pool)是方法區的一部分。
JDK 1.8 中，已經沒有方法區(永久代)，而是將方法區直接放在一個與堆不相連的本地內存區域(Native Memory)，這個區域被叫做元空間。
堆棧描述
基礎數據類型直接在棧空間分配， 方法的形式參數，直接在棧空間分配，當方法調用完成后從棧空間回收。 引用數據類型，需要用new來創建，既在棧空間分配一個地址空間，又在堆空間分配對象的類變量 。 方法的引用參數，在棧空間分配一個地址空間，並指向堆空間的對象區，當方法調用完成后從棧空間回收。局部變量 new 出來時，在棧空間和堆空間中分配空間，當局部變量生命周期結束后，棧空間立刻被回收，堆空間區域等待GC回收。 方法調用時傳入的 literal 參數，先在棧空間分配，在方法調用完成后從棧空間分配。字符串常量在 DATA 區域分配 ，this 在堆空間分配 。數組既在棧空間分配數組名稱， 又在堆空間分配數組實際的大小！
哦 對了，補充一下static在DATA區域分配。
從Java的這種分配機制來看,堆棧又可以這樣理解:堆棧(Stack)是操作系統在建立某個進程時或者線程(在支持多線程的操作系統中是線程)為這個線程建立的存儲區域，該區域具有先進后出的特性。
每一個Java應用都唯一對應一個JVM實例，每一個實例唯一對應一個堆。應用程序在運行中所創建的所有類實例或數組都放在這個堆中,並由應用所有的線程共享.跟C/C++不同，Java中分配堆內存是自動初始化的。Java中所有對象的存儲空間都是在堆中分配的，但是這個對象的引用卻是在堆棧中分配,也就是說在建立一個對象時從兩個地方都分配內存，在堆中分配的內存實際建立這個對象，而在堆棧中分配的內存只是一個指向這個堆對象的指針(引用)而已。
堆、棧、方法
這兩天看了一下深入淺出JVM這本書，推薦給高級的java程序員去看，對你了解JAVA的底層和運行機制有
比較大的幫助。
廢話不想講了.入主題：
先了解具體的概念：
JAVA的JVM的內存可分為3個區：堆(heap)、棧(stack)和方法區(method)
堆區:
1.存儲的全部是對象，每個對象都包含一個與之對應的class的信息。(class的目的是得到操作指令)
2.jvm只有一個堆區(heap)被所有線程共享，堆中不存放基本類型和對象引用，只存放對象本身
棧區:
1.每個線程包含一個棧區，棧中只保存基礎數據類型的對象和自定義對象的引用(不是對象)，對象都存放在堆區中
2.每個棧中的數據(原始類型和對象引用)都是私有的，其他棧不能訪問。
3.棧分為3個部分：基本類型變量區、執行環境上下文、操作指令區(存放操作指令)。
方法區:
1.又叫靜態區，跟堆一樣，被所有的線程共享。方法區包含所有的class和static變量。
2.方法區中包含的都是在整個程序中永遠唯一的元素，如class，static變量。
為了更清楚地搞明白發生在運行時數據區里的黑幕，我們來准備2個小道具（2個非常簡單的小程序）。
AppMain.java
OK，讓我們開始行動吧，出發指令就是：“java AppMain”，包包里帶好我們的行動向導圖，Let’s GO！
系統收到了我們發出的指令，啟動了一個Java虛擬機進程，這個進程首先從classpath中找到AppMain.class文件，讀取這個文件中的二進制數據，然后把Appmain類的類信息存放到運行時數據區的方法區中。這一過程稱為AppMain類的加載過程。
接着，Java虛擬機定位到方法區中AppMain類的Main()方法的字節碼，開始執行它的指令。這個main()方法的第一條語句就是：
Sample test1=new Sample("測試1");
語句很簡單啦，就是讓java虛擬機創建一個Sample實例，並且呢，使引用變量test1引用這個實例。貌似小case一樁哦，就讓我們來跟蹤一下Java虛擬機，看看它究竟是怎么來執行這個任務的：
1、 Java虛擬機一看，不就是建立一個Sample實例嗎，簡單，於是就直奔方法區而去，先找到Sample類的類型信息再說。結果呢，嘿嘿，沒找到@@，這會兒的方法區里還沒有Sample類呢。可Java虛擬機也不是一根筋的笨蛋，於是，它發揚“自己動手，豐衣足食”的作風，立馬加載了Sample類，把Sample類的類型信息存放在方法區里。
2、 好啦，資料找到了，下面就開始干活啦。Java虛擬機做的第一件事情就是在堆區中為一個新的Sample實例分配內存, 這個Sample實例持有着指向方法區的Sample類的類型信息的引用。這里所說的引用，實際上指的是Sample類的類型信息在方法區中的內存地址，其實，就是有點類似於C語言里的指針啦~~，而這個地址呢，就存放了在Sample實例的數據區里。
3、 在JAVA虛擬機進程中，每個線程都會擁有一個方法調用棧，用來跟蹤線程運行中一系列的方法調用過程，棧中的每一個元素就被稱為棧幀，每當線程調用一個方法的時候就會向方法棧壓入一個新幀。這里的幀用來存儲方法的參數、局部變量和運算過程中的臨時數據。OK，原理講完了，就讓我們來繼續我們的跟蹤行動！位於“=”前的Test1是一個在main()方法中定義的變量，可見，它是一個局部變量，因此，它被會添加到了執行main()方法的主線程的JAVA方法調用棧中。而“=”將把這個test1變量指向堆區中的Sample實例，也就是說，它持有指向Sample實例的引用。
OK，到這里為止呢，JAVA虛擬機就完成了這個簡單語句的執行任務。參考我們的行動向導圖，我們終於初步摸清了JAVA虛擬機的一點點底細了，COOL！
接下來，JAVA虛擬機將繼續執行后續指令，在堆區里繼續創建另一個Sample實例，然后依次執行它們的printName()方法。當JAVA虛擬機執行test1.printName()方法時，JAVA虛擬機根據局部變量test1持有的引用，定位到堆區中的Sample實例，再根據Sample實例持有的引用，定位到方法去中Sample類的類型信息，從而獲得printName()方法的字節碼，接着執行printName()方法包含的指令。
內存與回收
在windows中使用taskmanager查看java進程使用的內存時，發現有時候會超過 -Xmx制定的內存大小， -Xmx指定的是java heap，java還要分配內存做其他的事情，包括為每個線程建立棧。
VM的每個線程都有自己的棧空間，棧空間的大小限制vm的線程數量，太大了，實用的線程數減少，太小容易拋出java.lang.StackOverflowError異常。windows默認為1M，linux必須運行ulimit -s 2048。
在C語言里堆(heap)和棧(stack)里的區別
簡單的可以理解為：
heap：是由malloc之類函數分配的空間所在地。地址是由低向高增長的。
stack：是自動分配變量，以及函數調用的時候所使用的一些空間。地址是由高向低減少。
一個由c/C++編譯的程序占用的內存分為以下幾個部分
1、棧區（stack）— 由編譯器自動分配釋放 ，存放函數的參數值，局部變量的值等。其操作方式類似於數據結構中的棧。
2、在Java語言里堆(heap)和棧(stack)里的區別
1. 棧(stack)與堆(heap)都是Java用來在Ram中存放數據的地方。與C++不同，Java自動管理棧和堆，程序員不能直接地設置棧或堆。
2. 棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次於直接位於CPU中的寄存器。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。另外，棧數據可以共享，詳見第3點。堆的優勢是可以動態地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是，由於要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。
3. Java中的數據類型有兩種。
一種是基本類型(primitive types), 共有8種，即int, short, long, byte, float, double, boolean, char(注意，並沒有string的基本類型)。這種類型的定義是通過諸如int a = 3; long b = 255L;的形式來定義的，稱為自動變量。值得注意的是，自動變量存的是字面值，不是類的實例，即不是類的引用，這里並沒有類的存在。如int a = 3; 這里的a是一個指向int類型的引用，指向3這個字面值。這些字面值的數據，由於大小可知，生存期可知(這些字面值固定定義在某個程序塊里面，程序塊退出后，字段值就消失了)，出於追求速度的原因，就存在於棧中。
另外，棧有一個很重要的特殊性，就是存在棧中的數據可以共享。假設我們同時定義
int a = 3;
int b = 3；
編譯器先處理int a = 3；首先它會在棧中創建一個變量為a的引用，然后查找有沒有字面值為3的地址，沒找到，就開辟一個存放3這個字面值的地址，然后將a指向3的地址。接着處理int b = 3；在創建完b的引用變量后，由於在棧中已經有3這個字面值，便將b直接指向3的地址。這樣，就出現了a與b同時均指向3的情況。
特別注意的是，這種字面值的引用與類對象的引用不同。假定兩個類對象的引用同時指向一個對象，如果一個對象引用變量修改了這個對象的內部狀態，那么另一個對象引用變量也即刻反映出這個變化。相反，通過字面值的引用來修改其值，不會導致另一個指向此字面值的引用的值也跟着改變的情況。如上例，我們定義完a與 b的值后，再令a=4；那么，b不會等於4，還是等於3。在編譯器內部，遇到a=4；時，它就會重新搜索棧中是否有4的字面值，如果沒有，重新開辟地址存放4的值；如果已經有了，則直接將a指向這個地址。因此a值的改變不會影響到b的值。
另一種是包裝類數據，如Integer, String, Double等將相應的基本數據類型包裝起來的類。這些類數據全部存在於堆中，Java用new()語句來顯示地告訴編譯器，在運行時才根據需要動態創建，因此比較靈活，但缺點是要占用更多的時間。
4.每個JVM的線程都有自己的私有的棧空間，隨線程創建而創建，java的stack存放的是frames ，java的stack和c的不同，只是存放本地變量，返回值和調用方法，不允許直接push和pop frames ，因為frames 可能是有heap分配的，所以j為ava的stack分配的內存不需要是連續的。java的heap是所有線程共享的，堆存放所有 runtime data ，里面是所有的對象實例和數組，heap是JVM啟動時創建。
5. String是一個特殊的包裝類數據。即可以用String str = new String("abc");的形式來創建，也可以用String str = "abc"；的形式來創建(作為對比，在JDK 5.0之前，你從未見過Integer i = 3;的表達式，因為類與字面值是不能通用的，除了String。而在JDK 5.0中，這種表達式是可以的！因為編譯器在后台進行Integer i = new Integer(3)的轉換)。前者是規范的類的創建過程，即在Java中，一切都是對象，而對象是類的實例，全部通過new()的形式來創建。Java 中的有些類，如DateFormat類，可以通過該類的getInstance()方法來返回一個新創建的類，似乎違反了此原則。其實不然。該類運用了單例模式來返回類的實例，只不過這個實例是在該類內部通過new()來創建的，而getInstance()向外部隱藏了此細節。那為什么在String str = "abc"；中，並沒有通過new()來創建實例，是不是違反了上述原則？其實沒有。
5. 關於String str = "abc"的內部工作。Java內部將此語句轉化為以下幾個步驟：
(1)先定義一個名為str的對String類的對象引用變量：String str；
(2)在棧中查找有沒有存放值為"abc"的地址，如果沒有，則開辟一個存放字面值為"abc"的地址，接着創建一個新的String類的對象o，並將o 的字符串值指向這個地址，而且在棧中這個地址旁邊記下這個引用的對象o。如果已經有了值為"abc"的地址，則查找對象o，並返回o的地址。
(3)將str指向對象o的地址。
值得注意的是，一般String類中字符串值都是直接存值的。但像String str = "abc"；這種場合下，其字符串值卻是保存了一個指向存在棧中數據的引用！
為了更好地說明這個問題，我們可以通過以下的幾個代碼進行驗證。
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //true
注意，我們這里並不用str1.equals(str2)；的方式，因為這將比較兩個字符串的值是否相等。==號，根據JDK的說明，只有在兩個引用都指向了同一個對象時才返回真值。而我們在這里要看的是，str1與str2是否都指向了同一個對象。
結果說明，JVM創建了兩個引用str1和str2，但只創建了一個對象，而且兩個引用都指向了這個對象。
我們再來更進一步，將以上代碼改成：
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
str1 = "bcd";
System.out.println(str1 + "," + str2); //bcd, abc
System.out.println(str1==str2); //false
這就是說，賦值的變化導致了類對象引用的變化，str1指向了另外一個新對象！而str2仍舊指向原來的對象。上例中，當我們將str1的值改為"bcd"時，JVM發現在棧中沒有存放該值的地址，便開辟了這個地址，並創建了一個新的對象，其字符串的值指向這個地址。
事實上，String類被設計成為不可改變(immutable)的類。如果你要改變其值，可以，但JVM在運行時根據新值悄悄創建了一個新對象，然后將這個對象的地址返回給原來類的引用。這個創建過程雖說是完全自動進行的，但它畢竟占用了更多的時間。在對時間要求比較敏感的環境中，會帶有一定的不良影響。
再修改原來代碼：
String str1 = "abc";
String str2 = "abc";
str1 = "bcd";
String str3 = str1;
System.out.println(str3); //bcd
String str4 = "bcd";
System.out.println(str1 == str4); //true
str3 這個對象的引用直接指向str1所指向的對象(注意，str3並沒有創建新對象)。當str1改完其值后，再創建一個String的引用str4，並指向因str1修改值而創建的新的對象。可以發現，這回str4也沒有創建新的對象，從而再次實現棧中數據的共享。
我們再接着看以下的代碼。
String str1 = new String("abc");
String str2 = "abc";
System.out.println(str1==str2); //false
創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。
String str1 = "abc";
String str2 = new String("abc");
System.out.println(str1==str2); //false
創建了兩個引用。創建了兩個對象。兩個引用分別指向不同的兩個對象。
以上兩段代碼說明，只要是用new()來新建對象的，都會在堆中創建，而且其字符串是單獨存值的，即使與棧中的數據相同，也不會與棧中的數據共享。
6. 數據類型包裝類的值不可修改。不僅僅是String類的值不可修改，所有的數據類型包裝類都不能更改其內部的值。
7. 結論與建議：
(1)我們在使用諸如String str = "abc"；的格式定義類時，總是想當然地認為，我們創建了String類的對象str。擔心陷阱！對象可能並沒有被創建！唯一可以肯定的是，指向 String類的引用被創建了。至於這個引用到底是否指向了一個新的對象，必須根據上下文來考慮，除非你通過new()方法來顯要地創建一個新的對象。因此，更為准確的說法是，我們創建了一個指向String類的對象的引用變量str，這個對象引用變量指向了某個值為"abc"的String類。清醒地認識到這一點對排除程序中難以發現的bug是很有幫助的。
(2)使用String str = "abc"；的方式，可以在一定程度上提高程序的運行速度，因為JVM會自動根據棧中數據的實際情況來決定是否有必要創建新對象。而對於String str = new String("abc")；的代碼，則一概在堆中創建新對象，而不管其字符串值是否相等，是否有必要創建新對象，從而加重了程序的負擔。這個思想應該是享元模式的思想，但JDK的內部在這里實現是否應用了這個模式，不得而知。
(3)當比較包裝類里面的數值是否相等時，用equals()方法；當測試兩個包裝類的引用是否指向同一個對象時，用==。
(4)由於String類的immutable性質，當String變量需要經常變換其值時，應該考慮使用StringBuffer類，以提高程序效率。
如果java不能成功分配heap的空間，將拋出OutOfMemoryError