Java 虛擬機： JVM內存分區及其用途

Java虛擬機在執行Java程序的過程當中會把它所管理的內存劃分爲若干個不一樣的數據區，這些區域都有各自的用途，以及建立和銷燬的時間，有的區域隨着虛擬機進程的啓動而存在，有些區域則依賴用戶線程的啓動和結束而創建和銷燬。

Java虛擬機所管理的內存將會包括如下幾個運行時數據區域：

一、程序計數器

二、Java虛擬機棧

三、本地方法棧

四、Java堆

五、方法區

下面分別介紹各個內存分區及它們的做用：

一、程序計數器

（PC）程序計數器是一塊較小的內存分區，你能夠把它看作當前線程所執行的字節碼的指示器。

在虛擬機的概念模型裏，字節碼指示器工做時，就是經過改變計數器的值來選擇下一條須要執行的字節碼指令。

程序技術器爲線程私有，每一個線程都有它們各自的程序計數器，這樣再多線程的狀況下，線程之間的來回切換，也能正確找到上次切換時執行的位置。（線程隔離的，線程安全的）

若是線程正在執行的是一個Java方法，那麼程序計數器記錄的是當前線程正在執行的字節碼指令的地址；若是線程正在執行的是一個native方法，則計數器值爲空。

此內存區域是惟一一個Java虛擬機規範中沒有規定任何內存泄漏OutOfMemoryError(OOM)狀況的區域。

二、Java虛擬機棧

虛擬機棧也爲線程私有的，它的生命週期與線程相同；

虛擬機棧能夠看作是Java方法執行的內存模型：每一個方法執行的同時都會建立一個棧幀用於存儲局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口等信息。一個Java方法從調用到執行完的過程，就對應着一個棧幀從虛擬機棧入棧到出棧的過程；

局部變量表中存放了編譯期可知的基本數據類型、對象引用、returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址）；

在虛擬機棧中可能會出現兩種異常：StackOverflowError和OutOfMemory。

StackOverflowError：若是線程請求的棧深度大於當前虛擬機所容許的深度，會拋出該異常；

OutOfMemory：若是虛擬機棧能夠動態擴展，當擴展時沒法申請到足夠的內存，會拋出該異常；

三、本地方法棧

本地方法棧相似與虛擬機棧，它們不一樣之處在於，虛擬機棧是爲虛擬機執行的Java方法服務，而本地方法棧是爲虛擬機使用到的Native方法服務；

在本地方法棧可能會出現兩種異常：StackOverflowError和OutOfMemory

四、Java堆

Java堆是被全部線程共享的一塊區域，它也是Java虛擬機管理的內存中最大的一塊，它在虛擬機啓動時建立；

Java堆惟一的目的就是存放對象實例，幾乎全部的對象實例的都在這裏分配內存；

Java堆是垃圾收集器管理的主要區域，所以不少時候也被稱爲GC堆；

Java堆能夠處於物理上不連續的內存空間中，只要邏輯上連續即可，在實現時既能夠是固定大小也能夠是可擴展的，若是堆中沒有內存完成實例分配，而且堆也沒法再擴展時，將會拋出OutOfMemory異常；

五、方法區(運行時常量池)

方法區也是內存共享的一塊區域，它用於存放已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等數據；

方法區中，垃圾收集比較少見，但並非不進行GC，這個區域的回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載

方法區相似於Java堆，不要連續的內存和能夠選擇固定大小或者可擴展。它還能夠選擇不實現垃圾收集；

當方法區沒法知足內存分配需求時，會拋出OutOfMemory異常；

方法區中還存在一個運行時常量池（無關乎線程安全與否）（由於其數據不能更改），常量池用於存放編譯期生成的各類字面量和符號引用，它具備動態性，不要求常量必定只有編譯期才能產生，運行期間也可能將新的常量放入池中；