Java内存区域的划分

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

程序计数器

1. 程序计数器可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在JVM的概念模型里，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。
2. 由于JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，为了在线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，独立存储，互不影响。所以，程序计数器是线程私有的内存区域。
3. 如果线程执行的是一个Java方法，计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址； 
   如果线程执行的是一个Native方法，计数器的值为空。
4. Java虚拟机规范中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

Java虚拟机栈

1.Java虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法执行的同时会创建一个栈帧，栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

2.Java虚拟机栈是线程私有的，它的生命周期与线程相同。

3.程序员主要关注的stack栈内存，就是虚拟机栈中局部变量表部分。局部变量表存放了编译时期可知的各种基本数据类型和对象引用。局部变量表所需的内存空间在编译时期完成分配，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完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

4.Java虚拟机规范对这个区域规定了两种异常情况：

• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；
• 如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常； 
  （当前大部分JVM都可以动态扩展，只不过JVM规范也允许固定长度的虚拟机栈）

本地方法栈

1. 本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务（也就是字节码），而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。
2. Java虚拟机规范对本地方法栈使用的语言、使用方法与数据结构并没有强制规定，因此可以由虚拟机自由实现。例如：HotSpot虚拟机直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
3. 同虚拟机栈相同，Java虚拟机规范对这个区域也规定了两种异常情况StackOverflowError 和 OutOfMemoryError异常。

Java堆

1. Java堆是被所有的线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。 
   Java堆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。
2. Java堆是垃圾回收器管理的主要区域，因此也被称为"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、老年代； 
   从内存分配的角度看，线程共享的Java堆可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）； 
   不论如何划分，都与存放的内容无关，无论哪个区域，存储的仍然是对象实例。
3. Java虚拟机规范规定，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。在实现上，既可以是固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流JVM都是按照可扩展来实现的。
4. Java虚拟机规范规定，如果在堆上没有内存完成实例分配，并且堆上也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
5. 内存泄露和内存溢出 
   Java堆内存的OOM异常是非常常见的异常情况，重点是根据内存中的对象是否是必要的，来弄清楚到底是出现了内存泄露(Memory Leak)还是内存溢出(Memory Overflow). 
   
   • 内存泄露：指程序中一些对象不会被GC所回收，它始终占用内存，即被分配的对象引用链可达但已无用。（可用内存减少）
   • 内存溢出：程序运行过程中无法申请到足够的内存而导致的一种错误。内存溢出通常发生于OLD段或Perm段垃圾回收后，仍然无内存空间容纳新的Java对象的情况。 
     内存泄露是内存溢出的一种诱因，不是唯一因素。