Java 内存区域

 　　　JAVA虚拟机在执行java程序过程中会把他所管理的内存划分为若干个不同的数据区域，包括以下几个运行时数据区域

 

 

1、程序计数器

　　程序计数器是一块小的内存空间，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就是通过改变程序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虚拟机的多线程时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，在任何一个确定的时刻，一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，各条线程之间的计数器互不影响，独立存储，这类内存区域称为“线程私有”的内存。

　　如果线程执行的的是java方法，那么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，这个计数器值则为空（Undefined）。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有任何OutOfMemoryError情况的区域。

 

2、Java虚拟机栈

　　与程序计数器一样，java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是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。每一个方法从调用直到执行完成的过程，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（8种），对象引用（reference类型，不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）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类型会占用2个局部变量空间（Slot），其余数据类型占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，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时完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

　　此区域规定的2种异常状况：如果线程请求的栈深大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出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很相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（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。在虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机（如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError 和OutOfMemoryError.

 

4、Java堆

　　对于大多数应用来说，Java堆是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都在这里分配内存。这一点在Java虚拟机中规范的描述是：所有对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有对象都分配在堆上也逐渐变得不是那么绝对了。

　　java堆是垃圾收集器管理的主要区域。从内存回收的角度来看，由于现在收集器基本都采用分代收集法，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。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 Bufferr）。不过不管怎么划分，都与存放内容无关，无论在哪个区域，存储的都仍然是对象实例，进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。具体的分配和回收细节，详见其他章内容。

　　如果在堆中没有内存完成实例分配，且堆也无法进行扩展时，将会抛出OutOfMemoryError

5、方法区

　　方法区和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它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。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名，Non-Heap（非堆），为了与Java堆区分开来。

　　对于习惯在HotSpot虚拟机上开发、部署程序的开发者来说，很多人都更喜欢愿意把方法区称为”永久代“，本质上两者并不等价，只是因为HotSpot虚拟机的设计团队选择把GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法区而已，这样HotSpot的垃圾收集器可以像管java堆一样管理这部分内存，能够省去专门为方法区编写的内存管理代码的工作。

　5.1 运行时常量池

　　运行时常量池是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本，字段，方法，借口等描述信息外，还有一项信息是常量池，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存放到方法区的运行时常量池中。