JVM--JVM运行时数据区域详解

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参考资料列表：

• 01-JVM内存模型：程序计数器：www.cnblogs.com/manayi/p/92…
• 深刻理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）
• 鼓泡学院JVM课程讲解

JVM运行时数据区域

Java虚拟机在执行Java程序的过程当中会把它所管理的内存划分为若干个不一样的数据区域。这些区域有各自的用途，以及建立和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而一直存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而创建和销毁。根据《Java虚拟机规范》的规定，Java虚拟机所管理的内存将会包括如下几个运行时数据区域，如图

图中方法区和堆属于线程共享区域，程序计数器、本地方法栈和Java虚拟机栈是线程独立隔离区域

程序计数器

程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它能够看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在Java虚拟机的概念模型里[插图]，字节码解释器工做时就是经过改变这个计数器的值来选取下一条须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须要依赖这个计数器来完成。因为Java虚拟机的多线程是经过线程轮流切换、分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个肯定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来讲是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。所以，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都须要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，咱们称这类内存区域为“线程私有”的内存。若是线程正在执行的是一个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；若是正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（Undefined）。此内存区域是惟一一个在《Java虚拟机规范》中没有规定任何OutOfMemoryError状况的区域。

程序计数器的特色

• 1.线程隔离性，每一个线程工做时都有属于本身的独立计数器。
• 2.执行java方法时，程序计数器是有值的，且记录的是正在执行的字节码指令的地址（参考上一小节的描述）。
• 3.执行native本地方法时，程序计数器的值为空（Undefined）。由于native方法是java经过JNI直接调用本地C/C++库，能够近似的认为native方法至关于C/C++暴露给java的一个接口，java经过调用这个接口从而调用到C/C++方法。因为该方法是经过C/C++而不是java进行实现。那么天然没法产生相应的字节码，而且C/C++执行时的内存分配是由本身语言决定的，而不是由JVM决定的。
• 4.程序计数器占用内存很小，在进行JVM内存计算时，能够忽略不计。
• 5.程序计数器，是惟一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError的区域。

Java虚拟机栈

与程序计数器同样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：每一个方法被执行的时候，Java虚拟机都会同步建立一个栈帧[插图]（Stack Frame）用于存储局部变量表、操做数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的做用是很是类似的，其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务。

堆Heap

Java堆（Java Heap）是虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被全部线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时建立。此内存区域的惟一目的就是存放对象实例，Java世界里“几乎”全部的对象实例都在这里分配内存。若是在Java堆中没有内存完成实例分配，而且堆也没法再扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。

• 堆又分为如下几块区域

  

方法区

方法区（Method Area）与Java堆同样，是各个线程共享的内存区域，它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。若是方法区没法知足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。在栈深度溢出时抛出StackOverflowError