周志明深入理解java虚拟机第三版2.2章节

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2.2章节 运行时内存区域

在虚拟机的自动内存管理机制帮助下，不再需要为每个new操作配对
delete/free代码，而且不容易出现内存泄露和内存溢出问题。

java虚拟机在执行java程序的过程钟会把它管理的内存划分为若干个
不同的数据区域。包括：方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序
计数器。（执行引擎、本地库接口（本地方法库））。

学习java虚拟机的时候，必须熟悉线程这个概念。

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，它的可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

功能：字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支，循环，跳转，异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数来完成。

Cpu线程切换都恢复到正确的执行位置，这个时候就是靠程序计数器来完成的，每一个线程都需要一个程序计数器，并且不同线程间的计数器互不影响，独立存储，我们称这个区域为程序计数器“线程私有”的内存。

程序计数器值的问题：1.如果执行的是一个java方法，这个计数器记录的是正在执行的Native方法，这个计数器则为空。如果正在执行的是Native方法，这个计数器则为空（Undefined）。

特点：此区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OutofMemoryError情况的区域。

java虚拟机

Java虚拟机栈描述是java方法执行内存模型：每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作树栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用到结束都对应一个栈帧在虚拟机栈从入栈到出栈的过程。
局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据结构、对象引用。其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间，其余的数据类型只占用1个。

局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在桢中分配多大的局部变量空间完成确定，在方法运行期间不该百年局部变量表的大小。

异常：这个区域两个异常，一个StackOverflowError异常，一个动态扩展无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈

本地方法栈：不知道你们对java虚拟机了解由多少，这个区域的话即执行Native方法，但是有的java虚拟机将其和虚拟机栈合二为一，没什么可说的。
异常：OutOfMemoryError异常和StackOverflowError。

java堆

Java堆：存放所有对象实例，几乎所有对象实例都在这里分配内存。
线程共享区域。

这个区域的的话，一般我们喜欢扯“GC堆“，这个垃圾收集管理器的主要区域。

收集器基本都采的分代收集算法，所以java堆可以再细分：新生代和老年代；年轻代再细一点就是Eden区、From Survivor区、To Survivor空间等。
Java虚拟机规范中堆处于物理上不连续的空间中，只要逻辑上时连续的即可。空间即可固定大小，也可以扩展，主流使用（-Xmx和-Xms控制）。如果堆这中没有内存区域完成实例划分，；并且堆也无法再扩展时，将抛出OutOfMemoryError异常。

方法区

方法区：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。虽然java虚拟机规范把方法区描述为一个逻辑部分，但它却有一个别名交NonHeap（非堆），目的应该与java堆区区分。
习惯于HostSpot虚拟机上开发来说，喜欢讲方法区称为“永久代”，仅仅因为GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法取而已。
线程共享区域。
这个区域的内存回收目标主要针对常量池的回收和堆类型的卸载，一般来说这个区域的回收“成绩”比较令人满意，尤其时类型的卸载，条件苛刻，但这部分回收确实有必要。
异常：OutOfMemeoryError异常。

运行时常量池

运行时常量池：方法区一部分，用于存放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存放到方法区的运行时常量池中。
不过一般保存Class文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。
Java语言具备动态性，java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行常量池，运行期也可能将新的常量放池中，这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法/
异常：OutOfMemoryError异常。