《JVM学习系列》一.Java运行时内存区域介绍.md

1.程序计数器

程序计数器是一块小的内存空间，可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。每一个线程都有自己程序计数器。

如果线程正在执行的是一个Java方法，程序计数器的值就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果线程正在执行的是Native方法，这个程序计数器的值为空（undefined）。此内存区域是虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

2.虚拟机栈

虚拟机栈描述的是Java方法执行时的内存模型: 当一个Java方法执行时，会创建一个栈帧，用于存放局部变量，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。一个Java方法从调用到执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈过程。

虚拟机栈是线程私有的，他的生命周期和线程相同。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。

其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间(slot),其余的数据类型占1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间分配完成,当进入一个方法时,这个方法需要在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。

如果线程请求栈的深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;无法申请到内存抛出OutOfMemoryError异常。

3.本地方法栈

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,而本地栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

注1：java native方法是指本地方法，当在方法中调用一些不是由java语言写的代码，或者在方法中用java语言直接操纵计算机硬件时要声明为native方法。

4.Java 堆

• Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。

• Java堆是线程共享的。

• 在虚拟机启动时被创建。这个区域唯一的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虚拟机规范规定 Java堆可以处于物理上不连续的空间，只要逻辑上连续就可以了。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候被成为“GC”堆。由于现在收集器基本都采用分代收集算法,所以Java堆中还可以细分为:新生代和老年代;再细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。

在实现时,既可以实现成固定大小的,也可以是可扩展的,不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的(通过-Xmx和-Xms控制)。

5.方法区

方法区是线程共享的,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。

这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!

Java虚拟机规定，当方法去无法满足虚拟机内存分配的需求时，将会抛出OutOf MemoryError异常。

运行时常量池

它是方法区的一部分,Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息就是常量池,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进入方法区的运行时常量池中存放。

注2：在Java中，字面量（literal）是指由文字所表示的取值， 换言之，字面量就是我们经常说的常量。

并非预置预class文件的常量池的内容才能进入方法去的运行时常量池，运行时期也可能将新的常量放入池中。

6.直接内存

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分。但是这部分内存也被频繁地使用,而且也可能

导致OutOfMemoryError异常出现。

在JDK1.4中新加入了NIO类,引入了一种基于通道与缓存区(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堆中的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堆中来回复制数。