java虚拟机内存的各个区域以及各个区域的作用

根据《java虚拟机规范（第二版）》的规定，java虚拟机所管理的内存将会如下图所示的数据区域。我会根据深入java虚拟机总结一下各个分区。



1.程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，作用为当前线程所执行的字节码的行号指示器。由于java虚拟机的多线程是通过轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个时间内一个处理器只会执行一个独立的线程中的指令。每条线程都需要一个独立的程序计数器，各个计数器之间互不影响，这块内存区域属于线程私有的内存。

如果线程执行的是一个java方法，该线程的计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令；如果正在执行的是native方法，计数器则为空，这个空不是null，而是undefined。程序计数器是在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

注：

（1）线程与进程的区别：

a.进程：操作系统都支持同时运行多个任务，一个任务通常就是指一个程序，每个运行中的程序就是一个进程。

b.线程：当一个程序运行的时候，内部可能包括多个顺序执行流，每个顺序执行流就是一个线程。

（2）Native方法：

在java中native是关键字。它一般在本地声明，异地用C和C++来实现。它的声明有几点要注意：

1）native与访问控制符前后的关系不受限制。

2）必须在返回类型之前。

3）它一般为非抽象类方法。

4）native方法在异地实现，象抽象方法一样，所以没有方法体，以分号结束。

如下列5种声明：

native public void f(); 正确。

private native void f(); 正确。

protected int native f(); 错误，返回类型位置不对，返回类型必须在native之后。

public abstract native void f(); native必然不是abstract的。

native int f(){} 错误，因为存在方法体{}

public static native f(); 正确。static与native方法位置随意。
2.java虚拟机栈--存放着各种数据结构和对象的引用

与程序计数器相同的一点，java虚拟机栈也是线程私有的。它的生命周期同线程相同。在java方法执行的时候，每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，每个方法从被调用开始到执行结束就对应一个栈帧在虚拟中从入栈到出栈的过程。我们通常所指的占内存就是指的是java虚拟机栈，或者说是java虚拟机栈中的局部变量表部分。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型，对象引用类型和returnAddress类型（指向了一条自己吗指令地址）。局部变量表所需的内存空间在编译期完成内存分配。在方法运行期间不会改变局部变量表的内存大小。

在java虚拟机栈区域，java虚拟机规范规定了两种异常情况：

1）.如果线程请求深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError。

2）.如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展的时候无法申请到足够的内存时将会抛出OutOfMemoryError异常。

关于java的引用类型请参照http://paddy-w.iteye.com/blog/986796。

3.本地方法栈--为虚拟机使用到Native方法服务

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用类似，唯一的区别是，虚拟机栈是为虚拟机运行java方法服务，而本地方法栈是为虚拟机使用到Native方法服务。本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

4.java堆--java虚拟机所管理的内存中最大的一块区域

java堆是被所有线程共享的一块区域，在虚拟机启动时创建。java堆的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在java堆中分配内存。同时也包括数组。java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此，有的时候也被称为GC堆。java堆可以处于物理上的不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可，就像我们的磁盘空间一样。在堆中，如果java堆没有内存完成实例分配，并且java堆也无法扩展使，将会抛出OutOfMemoryError异常。

5.方法区

方法区与java堆一样，是各个线程共享的内存区域。它用于存储虚拟机记载的类信息，常量，静态变量，即使编译器编译后的代码等数据，有时候方法堆也被成为NonHeap。

方法区除了不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾回收。并不是说永远不进行垃圾回收，方法区的垃圾回收主要针对于常量池的回收和对类型的卸载。当方法区无法满足内存分配需求的时候，将会抛出OutOfMemoryError异常。

6.运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。除了保存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。运行时常量池会收到方法区内存的限制。也会抛出OutOfMemoryError异常。

注：字符串字面量（stringliteral）是指双引号引住的一系列字符，双引号中可以没有字符，可以只有一个字符，也可以有很多个字符。

本篇博文只是小菜对深入java虚拟机第二章相关部分的总结。