java 虚拟机学习笔记（一）

一、java 体系结构

JDK（Java Development Kit）包括：Java程序设计语言、JVM、JavaAPI类库，支持Java程序开发的最小环境。

JRE（Java Runtime Environment）包括：Java API 类库中的 Java SE API 子集、JVM ，支持Java程序运行的标准环境。

二、运行时数据区域

1、程序计数器：是一块较小的内存空间，可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器。是线程私有的。

2、虚拟机栈：描述的是java方法执行的内存模型，每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每个方法被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从入栈到出栈的过程。是线程私有的

3、本地方法栈：与虚拟机栈的作用相似，区别在于，虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。是线程私有的

4、java堆（Heap）：是java虚拟机所管理内存中最大的一块。是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。用于存放对象的实例，也是垃圾收集器管理的主要区域。通过-Xmx和-Xms控制堆的大小。java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上连续即可。

5、方法区（Method Area）：是各个线程共享的内存区域，用于存储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。java虚拟机规范把方法区描述成堆的一个逻辑部分。相对而言，垃圾收集行为在这个区域的比较少出现的，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。

运行时常量池（Runtime Constant Pool）：是方法区的一个部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口的描述信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译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存放到方法区的运行是常量池中。

运行时常量池相对于Class文件常量池的一个重要特征是具备动态性，java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，也就是并非预置入Class文件中的常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可以将新的常量放入池中，常见的是String类中的intern()方法。

6、直接内存（Direct Memory）：并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分内存也被频繁地使用，也会导致OutOfMemoryError异常的出现，在JDK1.4中新加入NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）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高性能，因为避免了在java堆和Native堆中来回赋值数据。

显然，本机直接内存的分配不会受到java堆大小的限制，但是，既然是内存，肯定还会收到本机总内存的大小和处理器寻址空间的限制。服务器管理员配置虚拟机参数时，一般会根据实际的内存设置-Xmx等参数信息，单经常会忽略掉直接内存，使得各个内存区域的总和大于物理内存限制，导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。