JVM内存区域探究

Java和c++之间有一堵由内存动态分配和垃圾收集技术所围成的“高墙”，墙外面的人想进去，墙里面的人却想出来。

JVM运行时数据区

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，他可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器 。我们都知道在处理器中，程序会编译成相应的字节码文件然后通过改变计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令；

Java虚拟机的多线程是通过线程轮流交换并分配处理器执行时间的方式来实现。在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。因此为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，程序计数器必须是“线程私有”；

如果线程正在执行的是一个java方法，计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果是Native方法，则计数器的值为空。

Java虚拟机栈

虚拟机栈也是”线程私有”的，它的生命周期和线程相同；

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，都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应这一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程（具体的栈帧操作将会在后面的虚拟机探索中讲到，请持续关注）；

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（reference类型，他不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）；

两种异常情况：

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异常

如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。

Java堆

这是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，也是垃圾收集器管理的主要区域；

线程共享

存放对象实例，即所有对象实例以及数组都要在堆上分配

方法区

线程共享

存储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

被人称为“永生代”，但是对于现在的虚拟机来说，GC收集也会扩展到这个区域，但是收集的条件比较苛刻，所以效率比较低

运行时常量池

是方法区的一部分

存放字符串常量和基本类型常量

String s = "hello"

其中hello是存放在常量池中，

String s = new String("hello")

其中string对象是存放在堆中

直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域。

在JDK1.4中新加入了NIO类，引入了一种基于通道与缓存区的I/O方式，他可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。

以上内容借鉴于《深入理解Java虚拟机》，如果想深入研究或者了解一些其他内容，可以参考这本书。