JVM学习总结（一）：Java内存区域

一、JVM运行时数据区

1、程序计数器：

（1）一块较小的线程私有的内存空间。

（2）JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器（或一个内核）只会执行一条线程中的指令。

（3）为了线程切换后能恢复到原先的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，互不影响，独立存储。

（4）如果线程执行的是一个Java方法，程序计数器记录的就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果线程执行的是Native方法，程序计数器的值则为空。

（5）程序计数器是JVM规范中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError（内存溢出）异常的区域。

2、虚拟机栈

（1）线程私有的，生命周期与线程相同。

（2）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都会创建一个栈帧，方法从调用到执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

（3）笼统的划分会把Java的内存区分为堆内存（Heap）和栈内存（Stack），这里的栈指的就是虚拟机栈，或者说是虚拟机栈的局部变量表部分。

（4）局部变量表存放了编译期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）。

（5）局部变量表在编译期间即确定了所需的内存空间，并且大小固定不会改变。

（6）栈有可能会抛出两种异常：StackOverflowError和OutOfMemoryError。

3、本地方法栈

与虚拟机栈作用类似，区别就是虚拟机栈为执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

4、堆

（1）所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。

（2）唯一目的就是存放对象实例。

（3）Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，有时也被称为GC堆。

5、方法区

（1）线程共享的内存区域，用于存储已加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

（2）虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它有一个别名叫做Non-Heap（非堆）。

（3）这部分区域的内存回收主要是针对常量池的回收和对类型（Class）的卸载。

6、运行时常量池

（1）方法区的一部分。

（2）包括各种字面量和符号引用。

二、直接内存

1、Direct Memory，不属于虚拟机运行数据区的一部分。

2、JDK1.4中新加入了NIO类，基于通道和缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象来操作直接内存的引用。

3、直接内存的分配不受Java堆大小的限制，但是如果配置虚拟机参数时忽略直接内存，可能会导致动态扩展时出现OutOfMemoryErrory异常。