JVM（一）：Java内存区域与内存溢出异常

一：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。而这些区域都有各自的用途，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存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而创建和销毁。JVM所管理的内存包括如下几个运行时数据区域，如图示：

   

1.1    程序计数器（Program Counter Register）

         程序计数器是一块较小的内存空间，他能够看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。其是非线程共享的。        

        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Native方法，这个计数器值则为空（Undefined）。此内存区域是惟一一个在JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError状况的区域。

1.2    Java虚拟机栈（Java Virtual Machine   Stack）

        Java虚拟机栈也是线程私有的即非线程共享的。注意：它的生命周期与线程相同。

        VM Stack描述的是Java方法执行的内存模型，即：

                每一个方法在执行的同时都会建立一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操做数栈、动态连接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈道出栈的过程。

        局部变量表存放了编译器可知的各类基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象自己，多是一个指向对象起始地址的引用指针，也多是指向一个表明对象的句柄或其余与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。

        在JVM规范中，对这个区域规定了两种异常情况：

        1） 若是线程请求的栈深度大于虚拟所容许的深度，将抛出StaOverflowError异常；

        2） 若是虚拟机栈能够动态扩展，若是扩展时没法申请到足够的内存，就会抛出OutofMemoryError异常。

1.3    本地方法栈（Native Method Stack）

        本地方法栈与虚拟机栈所发挥的做用是很是类似的，一样其也是非线程共享的。区别是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

        与虚拟机栈同样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError 和 OutOfMemoryError异常。

1.4    Java 堆（Java Heap）

         Java 堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。

        Java Heap 是被全部线程共享的一块内存区域，即该区域是线程共享的。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，几乎全部的对象实例都在这里分配内存。在JVM规范中是这样说的：全部的对象实例以及数组都要在堆上分配，但如今不那么绝对。注意。

        Java Heap 是垃圾收集器管理的主要区域。而从内存回收的角度看，因为如今收集器基本都采用分代收集算法，因此Java堆中还能够细分为：新生代和老年代；在细致一点的有Eden空间，From Survivor空间、To Survivor空间等。从内存分配的角度来看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer ,TLAB）。

不过不管如何划分，都与存放内容无关，不管是哪一个区域，存储的都仍然是对象实例。进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。

        注意：若是在堆中没有完成实例分配，而且堆也没法在扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

1.5    方法区（Method Area）

         方法区与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信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

        注意：当方法区没法知足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

 

总结：

        归纳的说,JVM初始运行的时候都会分配好方法区（Method Area） 和 堆（Heap），而JVM每遇到一个线程，就为其分配一个程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈，当线程终止时，

三者（即程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈）所占用的内存空间也会被释放掉。这也是为何把内存区域分为线程共享和非线程共享的缘由，非线程共享的那三个区域的生命周期与所

属线程相同，而线程共享的区域与JAVA程序运行的生命周期相同，因此这也是系统垃圾回收的场所只发生在线程共享的区域（实际上大部分只发生在Heap上）的缘由。

 

1.6    运行时常量池（Runtime Constant Pool）

        运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池

（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各类字面量和符号引用，这部份内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中存放。

 

1.7    直接内存（Direct Memory）

        直接内存并非虚拟机运行时数据区的一部分，也不是JVM规范中定义的内存区域。可是这部份内存也可能致使OutOfMemoryError异常。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

关于对象的访问：

        http://blog.csdn.net/OyangYujun/article/details/41173747

 

更多实战及内容请学习：

            《深刻理解Java虚拟机》