深入理解java虚拟机（一）

JAVA虚拟机内存区域

Java运行时数据区域

Java虚拟机在执行Java程序过程中会把它所管理的内存划分为若干不同的数据区域，主要包括以下几个运行时数据区域。如图所示

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，可以被认为是当前线程所执行字节码的行号指示器。每个线程都需要一个独立的程序计数器，各线程间计数器互不影响，独立存储，因此该类区域属于线程私有的内存。

若该线程执行的是java字节码，则计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码的指令；若执行的是native方法，则该计数器为空（Undefined0）。  

注：该内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OOM（OutOfMemoryError）情况的区域。

Java虚拟机栈

Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

虚拟机栈入栈和出栈的过程，对应着方法从调用到执行完成的过程。

局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型、对象引用类型和returnAdress类型（指向了一条字节码指令的地址），局部变量表所需的内存空间在编译期完成分配，因此当进入一个方法时，这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是确定的，方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

注：该区域有两种异常情况

• 当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时，将会抛出StackOverflowError异常；
• 如果虚拟机可以动态扩展，而扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OOM异常。

本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈发挥的作用类似，区别不过是虚拟机栈为执行java方法（字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务。

注：本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OOM异常

Java堆

Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块；

Java堆是被所有线程共享的一块儿内存区域，在虚拟机启动时创建；该区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，很多时候也被称为"GC堆"。

从内存回收的角度看，由于现在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆可以细分为：新生代和年老代。再细致一点有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。

Java堆可以处于物理上不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可

注：如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OOM异常

方法区

方法区也是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、及时编译器编译后的代码等数据，方法区也被称为非堆（Non-Heap）

不需要连续的内存空间、可以选择固定大小、可以扩展，可以选择不实现垃圾收集。

该区域的内存后手目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。

注：方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OOM异常

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，会受到方法区的内存限制，当常量无法申请到内存时，就会抛出OOM异常。