虚拟机结构-运行时数据区

程序计数器（Program Counter Register）

程序计数器是一个记录着当前线程所执行的字节码的行号指示器。这个内存区域有以下特点：

1. 线程隔离性，每个线程工作时都有属于自己的独立计数器；

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；

3. 执行 native 本地方法时，程序计数器的值为空（ Undefined ）。因为 native 方法是 java 通过 JNI 直接调用本地 C/C++ 库，可以近似的认为 native 方法相当于 C/C++ 暴露给 java 的一个接口， java 通过调用这个接口从而调用到 C/C++ 方法。由于该方法是通过 C/C++ 而不是 java 进行实现。那么自然无法产生相应的字节码，并且 C/C++ 执行时的内存分配是由自己语言决定的，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，可以忽略不计；

5. 程序计数器，是唯一一个在 java 虚拟机规范中没有规定任何 OutOfMemoryError 的区域；

Java虚拟机栈（Program Counter Register）和本地方法栈

虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。本地方法栈和虚拟机栈比较相似，区别是虚拟机栈执行Java方法，本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。这个内存区域有以下特点：

线程隔离性；
这个区域会出现两种异常情况：
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StackOverflowError；
如果虚拟机栈可以动态扩展，扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常；

方法区（Method Area）

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。方法区也叫Non-Heap（非堆），在HotSpot虚拟机上，很多人也将方法区成为“永久代（Permanent Generation）”，原因是这个区域大部分情况下不会进行GC，即使对这个区域做了GC，回收的空间也很少。方法区中还有一个运行时常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。方法区域的特点如下：

1. 线程共享；

2. 当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出 OutOfMemoryError 异常，比如 PermGen space ， Metaspace ；

Java堆内存（Java Heap）

Java堆是虚拟机中最大的一块内存，虚拟机启动时创建，此内存区域的唯一目的就是存放对象实例。堆内存区域可以是固定大小的（通过-Xmx和-Xms指定），也可以是动态扩展的。堆内存的特点有：

1. 线程共享；

2. 垃圾收集的主要区域，所以 Java 堆也成称为“ GC 堆” ；

3. 如果堆中没有内存分配给实例，并且也无法扩展时，会抛出 OutOfMemoryError 异常： Java heap space 。

直接内存

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，但是会被频繁使用。NIO（New input/output）是JDK1.4中新加入的类，引入了一种基于通道（channel）和缓冲区（buffer）的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过堆上的DirectByteBuffer对象对这块内存进行引用和操作。一般不会设置直接内存的大小，当各个区域内存总和大于物理内存时会出现OutOfMemoryError异常。

虚拟机结构-运行时数据区

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