Java 虛擬機(jī)： JVM內(nèi)存分區(qū)及其用途

Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過(guò)程中會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)，這些區(qū)域都有各自的用途，以及創(chuàng)建和銷(xiāo)毀的時(shí)間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動(dòng)而存在，有些區(qū)域則依賴(lài)用戶(hù)線(xiàn)程的啟動(dòng)和結(jié)束而建立和銷(xiāo)毀。

Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存將會(huì)包括以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域：

1、程序計(jì)數(shù)器

2、Java虛擬機(jī)棧

3、本地方法棧

4、Java堆

5、方法區(qū)

下面分別介紹各個(gè)內(nèi)存分區(qū)及它們的作用：

1、程序計(jì)數(shù)器

（PC）程序計(jì)數(shù)器是一塊較小的內(nèi)存分區(qū)，你可以把它看做當(dāng)前線(xiàn)程所執(zhí)行的字節(jié)碼的指示器。

在虛擬機(jī)的概念模型里，字節(jié)碼指示器工作時(shí)，就是通過(guò)改變計(jì)數(shù)器的值來(lái)選擇下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令。

程序技術(shù)器為線(xiàn)程私有，每個(gè)線(xiàn)程都有它們各自的程序計(jì)數(shù)器，這樣再多線(xiàn)程的情況下，線(xiàn)程之間的來(lái)回切換，也能正確找到上次切換時(shí)執(zhí)行的位置。（線(xiàn)程隔離的，線(xiàn)程安全的）

如果線(xiàn)程正在執(zhí)行的是一個(gè)Java方法，那么程序計(jì)數(shù)器記錄的是當(dāng)前線(xiàn)程正在執(zhí)行的字節(jié)碼指令的地址；如果線(xiàn)程正在執(zhí)行的是一個(gè)native方法，則計(jì)數(shù)器值為空。

此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定任何內(nèi)存泄漏OutOfMemoryError(OOM)情況的區(qū)域。

2、Java虛擬機(jī)棧

虛擬機(jī)棧也為線(xiàn)程私有的，它的生命周期與線(xiàn)程相同；

虛擬機(jī)?？梢钥醋鍪荍ava方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。一個(gè)Java方法從調(diào)用到執(zhí)行完的過(guò)程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀從虛擬機(jī)棧入棧到出棧的過(guò)程；

局部變量表中存放了編譯期可知的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型、對(duì)象引用、returnAddress類(lèi)型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）；

在虛擬機(jī)棧中可能會(huì)出現(xiàn)兩種異常：StackOverflowError和OutOfMemory。

StackOverflowError：如果線(xiàn)程請(qǐng)求的棧深度大于當(dāng)前虛擬機(jī)所允許的深度，會(huì)拋出該異常；

OutOfMemory：如果虛擬機(jī)?？梢詣?dòng)態(tài)擴(kuò)展，當(dāng)擴(kuò)展時(shí)無(wú)法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存，會(huì)拋出該異常；

3、本地方法棧

本地方法棧類(lèi)似與虛擬機(jī)棧，它們不同之處在于，虛擬機(jī)棧是為虛擬機(jī)執(zhí)行的Java方法服務(wù)，而本地方法棧是為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)；

在本地方法?？赡軙?huì)出現(xiàn)兩種異常：StackOverflowError和OutOfMemory

4、Java堆

Java堆是被所有線(xiàn)程共享的一塊區(qū)域，它也是Java虛擬機(jī)管理的內(nèi)存中最大的一塊，它在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建；

Java堆唯一的目的就是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有的對(duì)象實(shí)例的都在這里分配內(nèi)存；

Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域，因此很多時(shí)候也被稱(chēng)為GC堆；

Java堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上連續(xù)即可，在實(shí)現(xiàn)時(shí)既可以是固定大小也可以是可擴(kuò)展的，如果堆中沒(méi)有內(nèi)存完成實(shí)例分配，并且堆也無(wú)法再擴(kuò)展時(shí)，將會(huì)拋出OutOfMemory異常；

5、方法區(qū)(運(yùn)行時(shí)常量池)

方法區(qū)也是內(nèi)存共享的一塊區(qū)域，它用于存放已被虛擬機(jī)加載的類(lèi)信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)；

方法區(qū)中，垃圾收集比較少見(jiàn)，但并不是不進(jìn)行GC，這個(gè)區(qū)域的回收目標(biāo)主要是針對(duì)常量池的回收和對(duì)類(lèi)型的卸載

方法區(qū)類(lèi)似于Java堆，不要連續(xù)的內(nèi)存和可以選擇固定大小或者可擴(kuò)展。它還可以選擇不實(shí)現(xiàn)垃圾收集；

當(dāng)方法區(qū)無(wú)法滿(mǎn)足內(nèi)存分配需求時(shí)，會(huì)拋出OutOfMemory異常；

方法區(qū)中還存在一個(gè)運(yùn)行時(shí)常量池（無(wú)關(guān)乎線(xiàn)程安全與否）（因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)不能更改），常量池用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，它具有動(dòng)態(tài)性，不要求常量一定只有編譯期才能產(chǎn)生，運(yùn)行期間也可能將新的常量放入池中；