JVM内存模型简介

我们常用的HotSpot虚拟机内存模型结构如下，下面会介绍每一部分是干什么的。



（图片来自网络）

程序计数器(Program Counter Register)

程序计数器是一块较小的内存空间，小到可以忽略不计。它可以看做是当前线程所执行

的字节码的行号指示器。它是线程私有的

它的特性可简述为记录当前线程的执行进度。因为在多线程情况下 由于线程抢夺

cpu资源等因素，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有

一个独立的程序技术其。各线程之间计数器互不影响，独立存储

Java 虚拟机栈(VM Stack)

Java 虚拟机栈是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的

内存模型：每个方法被执行的同时都会创建一个栈帧。栈帧常用来存储局部变量、方法参数、

方法调用、方法返回地址等信息。由于栈的后进先出特性，在活动线程中，只有栈顶的栈帧是有效的，

这个栈帧所关联的方法称为当前方法，执行引擎所运行的所有字节码指令只针对当前方法

在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：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；如果虚拟机动态扩展栈时无法申请到足够内存，则抛出OutOfMemoryError异常

本地方法栈(Native Method Stack)

本地方法栈与虚拟机栈发挥的作用非常相似，之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务

Java堆(Heap)

对于大多数应用来说，Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。

根据Java虚拟机规范的规定，Java堆可处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上连续即可，就像我们的磁盘空间一样。在实现时既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展，将会抛出OutOfMemoryError异常

方法区(Method Area)

方法区和Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它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。

虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名Non-Heap(非堆)，目的是与Java堆区分开来。

方法区主要是用来存放类信息、常量信息、常量池信息包括字符串字面量和数字常量在HotSpot虚拟机上，很多人更愿意把方法区称为”永久代” 。

Java虚拟机规范对方法区的限制比较宽松，但并非数据进入了方法区就如永久代的名字一样”永久”存在了。这区域的内存回收主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。

根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

既然运行时常量池是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出

OutOfMemoryError异常

直接内存

Java的NIO库允许Java程序使用直接内存，从而提高性能，通常直接内存速度回优于Java堆，读写频繁的场合会考虑使用