探索深入理解java虚拟机之java内存区域解析（1）

java内存区域解析

1、java虚拟机内存主要分为6部分，分别是程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈，堆，方法区和直接内存。


2、程序计数器
线程私有，即每个线程都会有一个，线程之间互不影响，独立存储。
代表着当前线程所执行字节码的行号指示器。
程序计数器是一块较小的内存，他可以看做是当前线程所执行的行号指示器。
字节码解释器工作的时候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的指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Native方法，这个计数器则为空。
此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemotyError情况的区域。

3、虚拟机栈
线程私有，它的生命周期和线程相同。
描述的是java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时多会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链表、方法出口等信息。
每一个方法从调用直至完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。
局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型和对象引用，所需内存空间在编译期确定。
-Xoss参数设置本地方法栈大小（对于HotSpot无效）
-Xss参数设置栈容量 例： -Xss128k

Java虚拟机规范对这个区域规定了两种异常状况：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。

如果虚拟机扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。

4、本地方法栈
同虚拟机栈，只不过本地方法栈位虚拟机使用到的native方法服务。
Sun HotSpot虚拟机把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryErroy异常。

5、java堆
线程共享
主要用于分配对象实例和数组。
-Xms参数设置最小值
-Xmx参数设置最大值 例：VM Args: -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
若-Xms=-Xmx,则可避免堆自动扩展。
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出是dump出当前的内存堆转储快照。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。Java堆细分为新生代和老年代。
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。如果在堆中没有完成实例分配，并且堆也无法在扩展时将会抛出OutOfMemoryError异常。
6、方法区
方法区它用于储存已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据

除了Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载

当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryErroy异常。


7、 运行时常量池
它是方法区的一部分。Class文件中除了有关的版本、字段、方法、接口等描述信息外、还有一项信息是常量池，用于存放编辑期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放

Java语言并不要求常量一定只有编辑期才能产生，也就是可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法

当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

8、直接内存
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。
在JDK1.4中新加入了NIO类，引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
这样能在一些场景中显著提供性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。



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