JVM学习（一）：JVM运行时数据区域

1、JVM运行时内存区域划分

 

2、各区域功能介绍

（1）程序计数器：线程私有内存区域，由于多线程是上下文切换运行，为了使线程切换后能恢复到正确的执行位置，每个线程都有一个独立的程序计数器，当线程执行的是Java方法时，程序计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。此区域是JVM中唯一一个不会出现OOM情况的区域。

 

（2）虚拟机栈：线程私有内存区域，生命周期与线程相同，描述的是Java方法执行的内存模型———每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表（存放对象的引用）、操作数栈、动态链接、返回地址等，因为采用了先进后出的数据结构进行方法的调用执行，所以叫做虚拟机栈。此区域可能会抛出StackOverflowError异常和OOM异常。

 

（3）本地方法栈：线程私有内存区域，作用类似虚拟机栈（HotSpot虚拟机将这两个栈合二为一），区别就是一个是为执行Java方法服务，一个是为执行Native方法服务。同虚拟机栈，此区域可能会抛出StackOverflowError异常和OOM异常。

 

（4）堆：线程共享内存区域，在虚拟机启动时创建，此内存区域唯一的作用就是存放（非静态）对象实例。堆是JVM内存回收和分配的主要区域，大小可固定也可扩展，当前主流虚拟机都是可扩展的（通过-Xmx和-Xms参数控制）。如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将抛出OOM异常。

 

（5）方法区：线程共享内存区域，用于存储类信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码（字节码对应的指令）等数据。目前HotSpot虚拟机使用永久代来实现方法区，为的是像Java堆一样方便内存的管理，Java虚拟机规范规定方法区可以不实现垃圾回收，但是方法区不等于永久代，此区域的内存回收主要是针对常量池的回收和类型的卸载。当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OOM异常。

 

（6）运行时常量池：该区域是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，另外由于其具备动态性，也可能在非编译期的运行期间存入新的常量，应用比较多的是String类的intern()方法。当常量池中无法再申请到内存时，将抛出OOM异常。

 

3、直接内存

（1）直接内存是JDK1.4之后出现的NIO类引入的一块内存区域，不属于JVM运行时数据区域。

（2）在配置虚拟机参数时，会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但经常忽略直接内存，使得各个内存区域总和大于物理内存限制，从而导致动态扩展时出现OOM异常。