JVM——Java内存区域相关1
1. 运行时数据区域
1.1 程序计数器
程序计数器（Program Counter Register）可以看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，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，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。每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间的计数器互不影响，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。
1.2 Java虚拟机栈
Java虚拟机栈也是（Java Virtual Machine Stacks）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟急栈描述的是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用于储存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过长，就对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。
局部变量表存放各种基本数据类型、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），其余的数据类型只占用一个（64位机上对象引用应该也是64位吧）。
在Java虚拟机规范中，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，就抛出StackOverflowError；如果虚拟机栈可以动态拓展时，而拓展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
1.3 本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。在虚拟机规范中队本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此虚拟机可以自由实现它。
1.4 Java堆
对于大多数应用来说，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内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例（以及数组）都在这里分配内存，但是也并不绝对。
从内存分配的角度来看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。不过无论怎么划分，都与存放内容无关，无论哪个区域，存储的都仍然是对象实例，进一步的划分的目的是为了更好的回收内存，或者更快的分配内存。
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。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可以拓展的，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）。
1.5 方法区
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，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。
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，一般来说，这个区域的回收“成绩”比较难以令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻，但是这部分区域的回收确实是必要的。
Java8中的“永久代(PermGen)”和“元空间(MateSpace)”
1.6 运行时常量池
运行时常量池（Running Constant Pool）是方法区的一部分，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。
运行时常量池相对于Class文件常量池的另一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行池，运行期间也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。
1.7 直接内存
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Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁的使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。
在JDK 1.4中新加入了NIO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，肯定还是会受到本机总内存（包括RAM以及SWAP区或者分页文件）大小以及处理器寻址空间的限制。
