Java内存区域与内存溢出异常

运行时数据区域

程序计数器

较小的内存空间，是当前线程所执行的字节码的行号指示器。为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各线程之间的计数器互不影响。

Java虚拟机栈

线程私有。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至执行完成的过程，对应着一个栈帧在虚拟机栈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、对象引用（reference类型，不等于对象本身，可能是引用指针，也可能是代表对象的句柄）和returnAddress类型。局部变量表所需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是确定的，方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

本地方法栈

类似于Java虚拟机栈，只不过Java虚拟机栈服务与虚拟机执行Java方法（字节码），而本地方法栈服务于虚拟机使用到的Native方法。

Java堆

是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆被所有线程共享。此内存区域的目的是存放对象实例。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。

 方法区

线程共享。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。

运行时常量池

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。

注意：运行期间，也可以将新的常量放入常量池，比如String的intern()方法。

HotSpot虚拟机对象探秘

对象的创建

（1）虚拟机遇到new指令时，首先检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否被加载、解析和初始化过。如果没有，则先执行相应的类加载过程。

（2）类加载检查通过后，虚拟机为新生对象分配内存。

（3）内存分配完成后，将分配的内存空间初始化为零。

（4）接下来对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分代年龄信息。这些信息存放在对象头之中。

（5）接着，执行<init>方法，把对象按照程序员的意愿初始化。

对象的内存布局

三块区域：对象头、实例数据、对齐填充

对象头

包含两个部分。

第一部分用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。

第二部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定对象属于哪个类（查找对象的类型，并不一定通过对象本身，见下一节的句柄访问对象）。数组对象还要有用于存放数组长度的数据。

实例数据

对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是父类继承的，还在在子类中定义的，都要记录下来。

对齐填充

仅仅起占位符的作用。

对象的访问定位

目前有两种，句柄和直接指针

（1）句柄

Java堆划分一块内存作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据和类型数据各自的具体地址信息。

（2）直接指针

如果是直接指针访问，那么Java堆对象的布局就要考虑如何放置访问类型数据的信息（放在对象头中的类型指针），而reference存储的就是对象的地址。

两种访问各有优势，句柄的好处在于reference中存储的是稳定的句柄地址，对象被移动时只会改变句柄中实例数据指针。直接指针访问则速度更快。