内存区域

Java在执行Java程序时会把内存划分为若干个不同的数据区：

1.程序计数器（Program Counter Register）

　　程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号计数器。

　　在任意时刻，一个处理器（内核）都只会执行一条线程中的指令，因此，每条线程都有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

　　此内存区域是Java虚拟机中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

2.Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）

　　该内存区域也是线程私有的，其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（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出入口等信息。每个方法从调用到执行完成的过程，就对应着其栈帧在虚拟机栈中的入栈到出栈。

　　局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型。局部变量表所需的内存空间在编译期完成分配，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了空间时完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

　　该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，抛出StackOverflowError；如果虚拟机栈可以动态扩展但扩展时无法申请到足够内存，抛出OutOfMemoryError。

3.本地方法栈

　　与虚拟机栈作用相似，区别是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务，有些虚拟机甚至直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

4.Java堆（Java Heap）

　　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，用于存放对象实例。

　　Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError。

5.方法区（Method Area）

　　方法区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。这部分区域的内存回收条件相当苛刻，但是却是必要的。当方法去无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError。

　　运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，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，这部分内容将再类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

 

直接内存（Direct Memory）

　　直接内存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，而且可能导致OutOfMemoryError。

　　再JDK 1.4中新加入了NIO类，引入一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，它可以使用Natice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应用进行操作，从而显著提高性能。