java虛擬機器記憶體的各個區域

##執行時資料區域
Java虛擬機器在執行Java程式的過程中會把它所管理的記憶體劃分為若干個不同的資料區域。這些區域有各自的用途，以及建立和銷燬的時間，有的區域隨著虛擬機器程式的啟動而一直存在，有些區域則是依賴使用者執行緒的啟動和結束而建立和銷燬。根據《Java虛擬機器規範》的規定，Java虛擬機器所管理的記憶體將會包括以下幾個執行時資料區域在這裡插入圖片描述
1.程式計數器
程式計數器（Program Counter Register）是一塊較小的記憶體空間，它可以看作是當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器。位元組碼直譯器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的位元組碼指令，它是程式控制流的指示器，分支、迴圈、跳轉、異常處理、執行緒恢復等基礎功能都需要依賴這個計數器來完成。
由於Java虛擬機器的多執行緒是通過執行緒輪流切換、分配處理器執行時間的方式來實現的，在任何一個確定的時刻，一個處理器（對於多核處理器來說是一個核心）都只會執行一條執行緒中的指令。

因此，為了執行緒切換後能恢復到正確的執行位置，每條執行緒都需要有一個獨立的程式計數器，各條執行緒之間計數器互不影響，獨立儲存，我們稱這類記憶體區域為“執行緒私有”的記憶體。

如果執行緒正在執行的是一個Java方法，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機器位元組碼指令的地址；如果正在執行的是本地（Native）方法，這個計數器值則應為空（Undefined）。此記憶體區域是唯一一個在《Java虛擬機器規範》中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。

2.java虛擬機器棧
與程式計數器一樣，Java虛擬機器棧（Java Virtual Machine Stack）也是執行緒私有的，它的生命週期與執行緒相同。

每個方法被執行的時候，Java虛擬機器都會同步建立一個棧幀（Stack Frame）用於儲存區域性變數表、運算元棧、動態連線、方法出口等資訊。每一個方法被呼叫直至執行完畢的過程，就對應著一個棧幀在虛擬機器棧中從入棧到出棧的過程。

區域性變數表存放了編譯期可知的各種Java虛擬機器基本資料型別（boolean、byte、char、short、int、 float、long、double）、物件引用（reference型別，它並不等同於物件本身，可能是一個指向物件起始地址的引用指標，也可能是指向一個代表物件的控制程式碼或者其他與此物件相關的位置）和returnAddress 型別（指向了一條位元組碼指令的地址）。

經常有人把Java記憶體區域籠統地劃分為堆記憶體（Heap）和棧記憶體（Stack），實際的記憶體區域劃分要比這更復雜。
“棧”通常就是指這裡講的虛擬機器棧，或 者更多的情況下只是指虛擬機器棧中區域性變數表部分。

這個記憶體區域規定了兩類異常狀況：如果執行緒請求的棧深度大於虛擬機所允許的深度，將丟擲StackOverflowError異常；如果Java虛擬機器棧容量可以動態擴充套件，當棧擴展時無法申請到足夠的記憶體會丟擲OutOfMemoryError異常。

HotSpot虛擬機器的棧容量是不可以動態擴充套件的，所以在HotSpot虛擬機器上是不會由於虛擬機器棧無法擴充套件
而導致OutOfMemoryError異常——只要執行緒申請棧空間成功了就不會有OOM， 但是如果申請時就
失敗，仍然是會出現OOM異常的

3.本地方法棧
本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機器棧所發揮的作用是非常相似的，其區別只是虛擬機器棧為虛擬機器執行Java方法（也就是位元組碼）服務，而本地方法棧則是為虛擬機器使用到的本地（Native）方法服務。

4.java堆
對於Java應用程式來說，Java堆（Java Heap）是虛擬機器所管理的記憶體中最大的一塊。Java堆是被所有執行緒共享的一塊記憶體區域，在虛擬機器啟動時建立。此記憶體區域的唯一目的就是存放物件例項（由於Java堆是垃圾收集器管理的記憶體區域，因此一些資料中它也被稱作“GC堆”，也就是垃圾堆？）

如果從分配記憶體的角度看，所有執行緒共享的Java堆中可以劃分出多個執行緒私有的分配緩衝區（Thread Local Allocation Buffer，TLAB），以提升物件分配時的效率。不過無論從什麼角度，無論如何劃分，都不會改變Java堆中儲存內容的共性，無論是哪個區域，儲存的都只能是物件的例項，將Java 堆細分的目的只是為了更好地回收記憶體，更快地分配記憶體。

Java堆既可以被實現成固定大小的，也可以是可擴充套件的，不過當前主流的Java虛擬機器都是按照可擴展來實現的（通過引數-Xmx和-Xms設定）。如果在Java堆中沒有記憶體完成例項分配，並且堆也無法再擴充套件時，Java虛擬機器將會丟擲OutOfMemoryError異常。

5.方法區
方法區（Method Area）與Java堆一樣，是各個執行緒共享的記憶體區域，它用於儲存已被虛擬機器載入的型別資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼快取等資料。雖然《Java虛擬機器規範》中把方法區描述為堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫作“非堆”（Non-Heap），目的是與Java堆區分開來。

《Java虛擬機器規範》對方法區的約束是非常寬鬆的，除了和Java堆一樣不需要連續的記憶體和可以選擇固定大小或者可擴充套件外，甚至還可以選擇不實現垃圾收集。相對而言，垃圾收集行為在這個區域的確是比較少出現的，但並非資料進入了方法區就如永久代的名字一樣“永久”存在了。這區域的記憶體回收目標主要是針對常量池的回收和對型別的解除安裝，一般來說這個區域的回收效果比較難令人滿意，尤其是型別的解除安裝，條件相當苛刻，但是這部分割槽域的回收有時又確實是必要的。以前Sun公司的Bug列表中，曾出現過的若干個嚴重的Bug就是由於低版本的HotSpot虛擬機器對此區域未完全回收而導致記憶體洩漏。

6.執行時常量池
執行時常量池（Runtime Constant Pool）是方法區的一部分。Class檔案中除了有類的版本、字段、方法、介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池表（Constant Pool Table），用於存放編譯期生成的各種字面量與符號引用，這部分內容將在類載入後存放到方法區的執行時常量池中。

Java虛擬機器對於Class檔案每一部分（自然也包括常量池）的格式都有嚴格規定，如每一個位元組用於儲存哪種資料都必須符合規範上的要求才會被虛擬機器認可、載入和執行，但對於執行時常量池，《Java虛擬機器規範》並沒有做任何細節的要求，不同提供商實現的虛擬機器可以按照自己的需要來實現這個記憶體區域，不過一般來說，除了儲存Class檔案中描述的符號引用外，還會把由符號引用翻譯出來的直接引用也儲存在執行時常量池中。

執行時常量池相對於Class檔案常量池的另外一個重要特徵是具備動態性，Java語言並不要求常量一定只有編譯期才能產生，也就是說，並非預置入Class檔案中常量池的內容才能進入方法區執行時常量池，執行期間也可以將新的常量放入池中，這種特性被開發人員利用得比較多的便是String類的 intern()方法。

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java虛擬機器記憶體的各個區域

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