JVM-運行時數據區

　　 JVM在運行Java代碼時，會把內存分爲幾個模塊即數據區來使用，數據區的內容以下圖所示：

1. PC寄存器：

　　JVM支持程序多線程執行。而操做系統的任務調度採用的是時間片輪詢的搶佔式調度方式，也就是說，某一個肯定的時刻，一個處理器只能處理一條線程中的指令。所以，線程切換後如何恢復到原來正確的位置，即是經過每一個線程各自的寄存器來實現的。在各線程中寄存器獨立，互不干擾。
　　若是線程執行的方法不是native的，那PC寄存器保存的就是Java虛擬機正在執行的字節碼指令的地址，若是該方法是native的，那寄存器的值就是undefined（null），此內存區域是惟一一個在JAVA虛擬機規範中沒有規定任何OutOfMemoryError狀況的區域。

2. JAVA虛擬機棧:
　　java虛擬機棧也是Java線程私有的，它的生命週期與線程同樣，用於存儲棧幀，主要包括兩部分，方法中的局部變量和方法執行過程當中產生的中間結果。每個方法從調用直到執行完成的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程。

　　由於除了棧幀的出棧和入棧以外，Java 虛擬機棧不會再受其餘因素的影響，因此棧幀能夠在堆中分配，Java 虛擬機棧所使用的內存不須要保證是連續的。

　　JVM規範容許VM Stack要麼是一個固定大小，要麼動態擴展來知足要求。若是JVM棧是一個固定的大小，當棧被建立的時候每個棧大小能夠自由設置。而在動態擴展狀況下，能夠控制最大或最小內存；

　　Java虛擬機棧可能會發生以下異常狀況：

• 若是線程請求分配的棧容量超過 Java 虛擬機棧容許的最大容量時，Java 虛擬機將會拋出一個 StackOverflowError 異常；
• 若是 Java 虛擬機棧能夠動態擴展，但擴展時沒法申請到足夠的內存，或者在建立新的線程時沒有足夠的內存去建立對應的虛擬機棧，那 Java 虛擬機將會拋出一個 OutOfMemoryError 異常；

3. Java堆
對於大多數應用來講，堆是Java虛擬機所管理的內存中最大的一塊。堆是可供全部線程共享的一塊內存區域，是在虛擬機啓動的時候建立的。它惟一的目的就是存儲對象實例，幾乎全部的對象實例都在這裏分配內存。
Java堆是垃圾回收器管理的主要區域，不少時候也被翻譯爲GC堆。而從內存分配的角度來看，因爲如今收集器基本都採用分代收集算法，因此Java堆還能夠細分爲：新生代，老年代，永久代等等。
Java堆的容量能夠是固定大小的，也能夠根據需求動態擴展，而且Java堆能夠處於物理上不連續的內存空間中。只要邏輯上是連續的便可，就像咱們的磁盤空間同樣。
堆中可能會發生的異常：

• 若是實際所需的堆大小超過了系統設置的最大堆容量，那JVM會拋出OutOfMemoryError異常；

4. 方法區
　　方法區與堆同樣，是各個線程共享的內存區域，存儲了每個類的結構信息，如運行時常量池，靜態變量，常量，構造方法和普通方法的字節碼內容等等；方法區也是在虛擬機啓動的時候被建立。
　　JVM規範堆方法區的限制很是寬鬆，它能夠做爲堆的一個邏輯組成部分，擁有和堆大部分相同的性質，如能夠選擇固定大小和可擴展，也能夠選擇不實現垃圾回收。
　　一樣，當方法區沒法知足內存分配需求時，會拋出OutOfMemoryError異常；

5. 運行時常量池
首先，運行時常量池位於方法區內，屬於方法區的一部分。存放的是編譯期生成的各類字面量和符號引用。在類和接口被加載到虛擬機後，對應的運行時常量池就被建立出來。。
在建立類和接口的運行時常量池時，可能會發生以下異常狀況：

• 當建立類或接口的時候，若是構造運行時常量池所須要的內存空間超過了方法區所能提供的最大值，那 Java 虛擬機將會拋出一個 OutOfMemoryError 異常。

6. 本地方法棧
　　本地方法棧與虛擬機棧所發揮的做用是很是類似的，它們的區別不過是虛擬機棧爲虛擬機執行Java方法服務，而本地方法棧則爲虛擬機使用到的Native方法服務。因此說，當虛擬機使用到其餘語言的時候，就會使用到本地方法棧。
　　而若是Java虛擬機不支持native方法，而且本身也不依賴傳統棧的話，能夠無需支持本地方法棧。若是支持本地方法棧，那這個棧通常會在線程建立的時候按線程分配。
　　本地方法棧和虛擬機棧性質相似，能夠固定大小，也能夠動態擴展，異常拋出也同樣。

 

The Java® Virtual Machine Specification地址(其中包含了JDK6,JDK7,JDK8,JDK9各個版本)：

https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html

 

參考自：《深刻理解JAVA虛擬機》