《深入理解Java虚拟机》——Java内存区域与内存溢出异常

• 程序计数器（Program Counter Register）：一块较小的内存空间，可看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器工作时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。Java虚拟机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，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都有一个独立的程序计数器，各条线程的程序计数器互不影响，独立存储，这类内存区域被称为“线程私有”的内存。当线程正在执行一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码的地址，当正在执行的是Native方法，这个计数器值则为空。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

• Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：Java方法执行的内存模型，属线程私有，生命周期与线程相同。每个方法执行的同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用至执行完成对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。如果拓展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。

• 本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈所起作用极为相似，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。与虚拟机栈一样，也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

• Java堆（Java Heap）：所有线程共享的一块内存区域，所有的对象实例以及数组都在堆上分配。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也称为“GC堆”（Garbage Collected Heap）。如果在堆中没有内存完成实力分配，并且堆也无法再拓展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

• 方法区（Method Area）：与Java堆一样，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。别名叫做Non-Heap（非堆）。当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

• 运行时常量池（Runtime Constant Pool）：方法区的一部分，类加载后，其用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用的常量池存放于此。常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。