关于Java虚拟机运行时数据区域的总结

Java虚拟机运行时数据区域

程序计数器（Program Counter）

程序计数器作为一个概念模型，这个是用来指示下一条需要执行的字节码指令在哪。

Java的多线程实际上是通过线程轮转做到的，如果是一个单核的机器（或单cpu），严格意义上在一个时间块中只会有一个线程在执行。为了线程切换以后能恢复到正确的执行位置，每个线程都需要有一个单独的计数器，每个计数器之间要是独立的互不干扰。

如果线程执行的是Java方法，那么PC指向的是正在执行的虚拟机字节码指令的区域，如果执行的是native方法，那么它是undefined。

Java虚拟机栈

Java virtue machine也是线程私有的，它拥有一个和线程相同的生命周期

虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型；stack frame（栈帧）是一个经常谈及的概念，它用来储存内部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等等。

每一个方法从调用到执行完毕，也就对应着一个栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈

我们以前画图来说明内存区的时候，总是去关注Heap（堆内存）和stack（栈内存）这两部分，这是与对象内存分配最相关的两块内存区。通常所说的stack就是虚拟机栈，或者更具体的说是虚拟机栈中的局部变量表。

局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型（boolean byte double char int short long float）对象引用（reference类型，并不是对象本身，可能是地址的引用指针，也可能是一个代代表对象的句柄）return address类型（指向一条字节码指令的地址）

局部变量表的意义就在于，可以把表所需的内存在编译器就进行分配，每次程序去调用一个方法的时候，方法需要在frame中分配多少的局部内存空间是确定的。

两种异常情况

如果线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的，就是StackOverFlowError，如果是支持动态拓展的虚拟机（大部分的现代虚拟机都支持）依然无法申请到足够的内存，就会报出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈

本地方法栈是和Java虚拟机栈对应的一个概念，它们的作用也是相近的，唯一的不同是，本地方法栈执行的是native方法，而Java虚拟机栈执行的是Java方法（也就是字节码）服务

在Sun的HotSpot虚拟机里面，本地方法栈和虚拟机栈是一个。

Java堆

堆是被所有的线程所共享的一块区域，这块内存区域存在的唯一目的就是存放对象实例，在虚拟机启动的时候就会被创建，几乎所有的对象实例都会在这里被分配内存

所有的对象实例和数组都要在堆上分配 --《Java虚拟机规范》

随着JIT编译器的发展和逃逸技术的成熟，这句话也变得不是那么的绝对了。

GC（garbage collection）也发生在这个区域，所以有时候也被称为GC堆

方法区

方法区和Java堆相似，是线程共享的一段内存区域，它用于储存已经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。

听起来好像和Java堆很像，Java虚拟机标准里面也把它视为堆的一个逻辑部分，但是它被称作Non-Heap，目的是和Java堆区分开来。

Permanent Generation？那么，这个方法区就是永久代吗，并不是。只是在HotSpot虚拟机的设计中，用永久代来实现了方法区。（在JDK1.7中，已经把原本放在永久代的字符串常量池移出了）

运行时常量池（Runtime Constant Pool）

这也是方法区的一个较重要的部分，.class文件除了有类的版本，字段，方法，接口等描述信息外，还有一部分是常量池，用于在存放编译期生成的各种字面量（Literal）和符号引用（Symbolic References），这部分的内容在类加载以后进入运行时常量池中存放。

字面量比较好理解，是Java语言层面的常量，例如文本字符串，声明为final的变量

符号引用这个我第一时间没看懂什么意思，其实是编译原理的一个概念，包括以下的三种常量：

类和接口的全限定名

字段名称和描述符

方法名称和描述符

动态性，这是运行时常量池的一个重要的特性，在运行期间也可以将新的常量放进常量区（包括基本包装类和String，也可以调用intern（）将String强制放进常量池）

为什么需要运行时常量池呢？

更少的内存。直接赋值的时候会利用常量池里面的对象，而不是去new了一个
更快的速度。‘==’比equals（）更快

Integer a = 23;//在编译的时候会变成Integer a = Integer.valueOf(23);使用的是线程池里面的对象

Integer b = new Integer(23);//创建了新的对象

ps.我感觉这个的设计思路和数据库连接池是差不多的，可以对照着去理解。

参考资料

《深入理解Java虚拟机》