Java运行时数据区域

数据区域主要分为五个部分：

• 程序计数器
• 虚拟机栈
• 本地方法栈
• 堆
• 方法区

其中所有线程共享区域有：方法区和堆。

每个线程独享区域有：虚拟机栈，本地方法栈，程序计数器

线程独享的区域

程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，如果当前线程执行的是一个本地方法，那么此时计数器的值为undefined，是唯一一个不会出现OutOfMemoryError的内存区域。

Java虚拟机栈

虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型，每个方法被执行的时候，Java虚拟机都会同步创建一个栈帧，用于存放以下内容：

• 局部变量表
• 操作数栈
• 动态链接
• 方法出口

其中局部变量表包括以下内容：

• 八大基本数据类型
• 对象引用
• returnAddress类型（保存的是return后要执行的字节码的指令地址）

这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽来表示，64位长度的long和double类型占用两个变量槽，其余的占用一个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

Java 虚拟机栈会出现两种异常：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。

• 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
• 如果Java虚拟机栈容量可以动态扩展，当栈扩展时无法申请到足够内存会抛出OutOfMemoryError

本地方法栈

本地方法栈是为JVM使用到的Native方法准备的空间。

线程共享的区域

堆

主要特点：

• 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
• 堆的唯一目的就是存放对象实例
• 堆是垃圾回收管理的内存区域
• 可分为新生代，老年代，永久代等（一部分垃圾收集器的共同特性或者设计风格，不是具体实现的固有内存布局）
• 从分配内存的角度看，所有线程共享的Java堆可以划分出多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）以提升对象分配的效率，这样做可以更好地回收内存或者更快的分配内存。
• 堆的大小可以通过-Xmx和-Xms设定。

方法区

Java 虚拟机规范中定义方法区是堆的一个逻辑部分。 用于存储以下内容：

• 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

方法区内的主要回收目标是对常量池的回收和对类型的卸载。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。主要存放以下内容：

• 类信息（版本，字段，方法，接口等描述信息）
• 常量池表（用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用）

Java并不要求常量一定在编译期间产生，并非Class文件中常量池的内容才能进入运行时常量池，运行期间产生的新的常量也能放入池中。比如String类的intern()方法。 当常量池无法再申请到内存会抛出OutOfMemoryError

直接内存（堆外内存）

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域，但是会被频繁地使用，也可能导致OutOfMemoryError 直接内存的分配不受JVM控制，但是会受到本机总内存（物理内存，SWAP分区，分页文件）以及处理器寻址空间的限制。