JVM-内存区域-运行时数据区域（一）

文章目录

• • • 运行时数据区域
    • • 程序计数器
      • 虚拟机栈
      • JAVA堆
      • 方法区
      • • 运行时常量池
    • 直接内存

运行时数据区域

程序计数器

1. 程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指令器。
2. 在JAVA的概念模型中，字节码解释器工作时就是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，它是程序控制流的指示器，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。

• 线程私有：

  JAVA

  虚拟机的多线程都是通过轮流切换，分配处理器执行时间的方式来实现的。在任何一个时刻，一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因为，为了线程切换后能够恢复到正确的执行位置，每个线程都需要一个独立的程序计数器，各个线程之前计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存为线程私有的内存。
• 如果线程正在执行的是

  JAVA

  方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是本地（

  Native

  ）方法，这个计数器则为空。
• 此内存区域是唯一一个没有在《JAVA虚拟机规范》中没有规定任何

  OutOfMemoryError

  情况的区域。

虚拟机栈

1. 线程私有，生命周期和线程相同。虚拟机栈描述的是JAVA方法执行的线程内存模型：每个方法执行的时候，虚拟机都会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作数栈，动态连接，方法出口等信息。每个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应一个栈帧在虚拟机从入栈到出栈的过程。
2. 局部变量表存放了编译器可知的各种

   JAVA

   基本数据类型和对象引用类型。

• 对象引用类型（

  reference

  类型），并不等同于对象本身，可能是指向对象起始地址的引用指针，也有可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置。

• rerurnAddress

  类型。指向了一条字节码指令的地址。
• 数据类型在局部变量表中以局部变量槽来表示，其中64位的

  long

  和

  double

  会占据俩个变量槽。
• 局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，在方法期间不会改变局部变量表的大小。大小指的是槽的数量。
• 在《虚拟机规范》中，对这块内存区域定义了俩种异常。
  • 如果线程请求的深度大于虚拟机允许的深度，

    StackOverFlowError

  • 如果虚拟机栈容量可以动态扩展，当栈无法申请到足够的内存。

    OutOfMemoryError

JAVA堆

1. 堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块区域，被所有线程共享。在启动时创建，唯一目的是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
2. 堆是垃圾处理器管理的内存区域，因此也被成为GC堆。

• 堆可以处于物理上的不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为是连续的。
• 堆的大小可以固定，可以动态扩展。（

  -Xmx

  和

  -Xms

  ）。
• 堆如果没有完成内存实例分配，并且堆也无法再扩展时。

  OutOfMemoryError

方法区

1. 同堆一样，线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类型信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码缓存等数据。
2. 永久代的概念在jdk8之后，移到了元空间。

• 垃圾回收行为在这块区域出现的较少，内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。
• 如果方法区无法满足新的内存分配需求时。

  OutOfMemoryError

运行时常量池

1. 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表，用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，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。
2. 运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征就是具有动态性，JAVA语言并不要求常量一定只有编译器才能产生，运行期间也可以将新的常量放入池中，这种特征被开发人员利用比较多的便是

   String

   类的

   intern()

   方法。

• 当常量池无法再申请到内存时。OutOfMemoryError

直接内存

1. JDK1.4

   引入了

   NIO

   的概念，这种是基于管道的

   I/O

   方式，它可以使用

   Native

   函数直接分配堆外内存，然后通过一个存储在

   JAVA堆

   里面的

   DirectByteBuffer

   对象作为这块内存的引用进行操作。能够在一些场景中显著提高性能，避免了在

   JAVA

   堆和

   Native

   堆来回复制数据。
2. 不会受到虚拟机内存影响，但受到总内存影响，如果各区域内存大于总内存，

   OutOfMemoryError

   。