深入理解Java虚拟机—学习笔记（1）Java内存区域与内存溢出异常

[b]Java内存区域与内存溢出异常[/b]1、Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域：
        程序计数器，Java虚拟机栈，本地方法栈，Java堆，方法区。
程序计数器
        程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作时就是通过改变程序计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器完成。
        由于Java虚拟机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，一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换之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计数器，各个线程之间的计数器互不影响，独立存储，这类内存区域称为“线程私有”的内存。

        此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有任何OutOfMemoryError情况的区域。

Java虚拟机栈
        与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，它的声明周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时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。

        局部变量表中存放了编译期可知的各种基本类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用和returnAddress类型。

        在虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常情况：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足够的内存，将会抛出OutMemoryError异常。

本地方法栈
        本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用非常相似，与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError异常和OutMemoryError异常。

Java堆
           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区域，在虚拟机启动时创建。此区域的唯一目的就是存放对象实例，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，很多时候也被称为“GC堆”。

           Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。

           如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法扩展时，将会抛出OutMemoryError异常。

方法区
           方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变了、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap，目的应该是与Java堆区分开。
          Java虚拟机规范对方法区的限制非常宽松，除了和Java一样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收集。虽然相对而言，垃圾收集行为在这个区域很少出现，但是这部分区域的垃圾回收是必要的，这个区域的回收目标是针对常量池的回收和对类型的卸载。
          根据Java虚拟机规范，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutMemoryError异常。

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去方法区的运行时常量池中存放。

           对于运行时常量池，Java虚拟机规范没有做任何细节要求。

            运行时常量池相对于Class文件常量池另外一个重要特征是具备动态性。

            当常量池无法申请到内存时会抛出OutMemoryError异常。

2、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Java虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分内存也被频繁使用，而且也可能导致OutMemoryError异常出现。