一分钟扫盲：Java虚拟机运行时数据区

 

Java虚拟机所管理的内存将会包括以下5个运行时数据区域：

• 方法区

• 堆

• 虚拟机栈

• 本地方法栈

• 程序计数器

线程私有：每个线程都会有自己独立的空间，随线程的生命周期而创建和销毁。

线程共享：所有线程都能访问到的内存空间，随虚拟机或GC而创建和销毁。

1. 程序计数器（Program Counter Register）：

• 是什么：

  一块较小的内存空间，可看做当前线程所执行的字节码的行号指示器。

• 是否线程私有： 是

• 存什么：

  • 如果线程正在执行的是Java方法，那么计数器记录的正在执行的虚拟机字节码指令的地址；

  • 如果线程正在执行的是Native方法，那么计数器值则为空（Undefined）。

• 异常：唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError。

  为什么说不会出现OutOfMemoryError？首先我们得知道什么原因才会出现OutOfMemoryError，只有需要申请增加内存，但系统以及没有多余的内存的时候，才会出现内存溢出错误。程序计数器它只是存了个线程执行的字节码指令地址而已，并不会重新申请更多的内存，就不会出现内存溢出。

   

2. Java虚拟机栈（栈）（Java Virtual Machine Stacks）：

• 是什么：

  虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应这一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

  栈帧：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧，用存储 局部变量表、操作数占、动态链接、方法出口等信息。

  局部变量表：存放了编译器可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）

• 是否线程私有：是

• 存什么：栈帧

• 异常： StackOverflowError、OutOfMemoryError

  • StackOverflowError：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出异常。

  • OutOfMemoryError：如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分Java虚拟机都可动态扩展，只不过Java虚拟机规范也允许固定长度的虚拟机栈），如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出异常。

 

3. 本地方法栈（Native Method Stack）：

• 是什么：

  本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。

  跟Java虚拟机栈非常相似，只不过Java虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法(也就是字节码）服务

• 是否线程私有： 是

• 存什么： 栈帧

• 异常： StackOverflowError、OutOfMemoryError

 

4. Java堆（Java Heap）：

• 是什么：

  • 唯一的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。

  • Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。

  • 被所有线程共享，在虚拟机启动是创建。

• 是否线程私有： 否

• 存什么： 对象实例

• 异常： OutOfMemoryError

   

5. 方法区（Method Area）：

• 是什么：

  虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的应该是与Java堆区分开来。

• 是否线程私有： 否

• 存什么： 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。

• 异常： OutOfMemoryError

 

6. 运行时常量池（Runtime Constant Pool）：

• 是什么：

  运行时常量池是方法区的一部分。

• 是否线程私有： 否

• 存什么： 编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

• 异常： OutOfMemoryError

 

参考：《深入理解Java虚拟机》