了解JVM之JAVA内存区域————运行时数据区域

JVM在执行JAVA程序时，把所管理的内存划分为若干个不同的数据区域，这些区域有着各自的用途，以及创建和销毁时间。有些区域随着虚拟机的启动而存在，有些区域依赖于用户线程的启动和结束而创建销毁。下图为JAVA虚拟机运行时数据区域





1.程序计数器
      （1）程序计数器是一块较小的内存空间，可以把它看作为当前程序所执行的字节码的行号指令器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作时就是通过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于计算器来完成。
      （2）在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实现的，所以在任何时刻，一个处理器（多核处理器说的是一个内核）都只执行一条线程的指令，因此为了线程能恢复到正确的位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器   ，各个线程之间程序计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。
       （3）如果线程执行一个JAVA方法时，计数器记录的是：正在执行的虚拟机字节码指令地址。如果线程执行的是个Native方法（本地方法，也称原生方法，一个Native Method就是一个Java调用非Java代码的接口）时，计数器的值为空。此类内存区域是一个唯一一个在Java虚拟机中没有任何规定的OutOfMemoryError（内存溢出错误）情况的区域

2.虚拟机栈
        （1）线程私有，生命周期与线程周期相同，虚拟机栈描述的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，一个方法的调用，就对应一个栈帧在虚拟机中入栈出栈的过程。

        （2）局部变量表存放着编译期可知的各种基本数据类型和对象引用类型（reference）、returnAddress（指向一条字节码指令的地址）类型。其中Long和double类型的数据只占两个局部变量空间，其余数据类型的只占1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。
        （3）在这个区域规定两种异常状况，StackOverflowError(堆栈溢出错误):线程请求栈的栈的深度大于虚拟机所允许的深度，OutOfMenmoryError(内存溢出错误)：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，就会抛出异常。

3.本地方法栈
         （1）与虚拟机栈发挥的作用相似，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈是为虚拟机使用的Native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用语言，使用方式与数据结果没有强制规定，因此虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机将虚拟机栈和本地方法栈合二为一。与虚拟机一样，本地方法栈区域也会StackOverflowError(堆栈溢出错误)OutOfMenmoryError(内存溢出错误)异常。
4.方法区
        （1）线程共享的内存区域
        （2）存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器后的代码等数据。
        （3）无法满足内存分配时OutOfMenmoryError(内存溢出错误)。
           4.1.运行时常量池
               （1）运行时常量池时方法区的一部分，用于存放编译期生成的字面量和符号引用。
               （2）具有动态性，不要求常量一定只有再编译期才能产生，运行期间也可将新常量放入池中。（String类的intern）
               （3）无法满足内存分配时OutOfMenmoryError(内存溢出错误)。
5.堆

        （1）对于当多数应用来说，Java堆是Java虚拟机所管理的内存最大的一块,java堆是被所以线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动是创建，几乎所有的对象实例都是在这里分配实例，Java虚拟机规范中的描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但随着JIT发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配，标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化，所有对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么“绝对”了
        （2）Java堆是垃圾收集器管理的主要区域
        （3）Java虚拟机规范规定,Java堆可以处于不连续的内存空间中，只要逻辑连续即可。如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMenmoryError(内存溢出错误)

6.直接内存
        （1）直接内存不是Java虚拟机运行时内存的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的一部分。
          (2)当各个内存区域总和大于物理内存限制，会导致动态扩展时出现OutOfMenmoryError(内存溢出错误)。