JVM运行时数据区域

JVM

JVM运行时数据区域

Java虚拟机运行时数据区

程序计数器

  • 线程私有

  • 唯一一个没有规定 OutOfMemoryError 异常 的区域

  • 它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器

  • 如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（Undefined）

    (摘自网上)我们想象下，CPU是怎么知道记住之前A线程，执行到哪一处的？

    答案是，CPU根本就不会记住之前执行到哪里了，它只是埋头苦干；那是什么保证了切换线程的程序可以正常执行的；答案是 ： 程序计数器 ；程序计数器里面保存的是 当前线程执行的字节码的行号（看着像行号，其实是指令地址）；

    那么，我们需要几个程序计数器呢？如果，我们只有一个的话，切换B线程以后，程序计数器里面保存的就是B线程所执行的字节码的行号了，再切换回A线程，就蒙圈了，不知道执行到哪里了，因为，程序计数器里面保存的是B线程当前执行的字节码地址 ；因此，我们可以想象出，要为每个线程都分配一个程序计数器，因此，程序计数器的内存空间是线程私有的 ；这样即使线程 A 被挂起，但是线程 A 里面的程序计数器，记住了A线程当前执行到的字节码的指令地址了 ，等再次切回到A线程的时候，看一下程序计数器，就知道之前执行到哪里了！

    那么程序计数器，什么时候分配内存呢？我们试想下，一个线程在执行的任何期间，都会失去CPU执行权，因此，我们要从一个线程被创建开始执行，就要无时无刻的记录着该线程当前执行到哪里了！因此，线程计数器，必须是线程被创建开始执行的时候，就要一同被创建；

    程序计数器，保存的是当前执行的字节码的偏移地址（也就是之前说的行号，其实那不是行号，是指令的偏移地址，只是为了好理解，才说是行号的，），当执行到下一条指令的时候，改变的只是程序计数器中保存的地址，并不需要申请新的内存来保存新的指令地址；因此，永远都不可能内存溢出的；因此，jvm虚拟机规范，也就没有规定，也是唯一一个没有规定 OutOfMemoryError 异常 的区域;

    当线程执行的是本地方法的时候，程序计数器中保存的值是空（undefined）；原因很简单：本地方法是C++/C 写的，由系统调用，根本不会产生字节码文件，因此，程序计数器也就不会做任何记录

Java虚拟机栈

  • 线程私有
  • 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的内存会抛出OutOfMemoryError异常；(HotSpot虚拟机的栈容量是不可以动态扩展的，以前的Classic虚拟机倒是可以。所以在HotSpot虚拟机上是不会由于虚拟机栈无法扩展而导致OutOfMemoryError异常——只要线程申请栈空间成功了就不会有OOM，但是如果申请时就失败，仍然是会出现OOM异常的)
  • -Xss5m: 设置5m的栈容量
  • 每个方法执行都会创建一个栈帧，栈帧包含局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等

本地方法栈

  • 线程私有

  • 与Java虚拟机栈相似

  • 与Java虚拟机栈区别: Java虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务。

  • Hot-Spot虚拟机直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一

  • 与虚拟机栈一样，本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常

Java堆

  • 线程共享
  • 所有的Java对象实例不一定都在Java堆上分配内存
  • Java堆既可以被实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的Java虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过参数-Xmx和-Xms设定）。
  • 如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。
  • Java堆是垃圾收集器(Garbage Collected)管理的内存区域

方法区

  • 线程共享

  • 用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

  • 虽然《Java虚拟机规范》中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作**“非堆”（Non-Heap），目的是与Java堆区分开来**。

  • 在JDK1.6及之前,使用永久代来实现方法区.

    • -XX:MaxPermSize 设置永久代内存上限
    • -XX:PermSize 设置永久代内存

  • JDK1.7把字符串常量池、类的静态变量(class statics)转移到了java heap,但是永久代还是存在,主要放一些类信息(运算时常量池)等.

  • JDK1.8彻底移除永久代,方法区采用本地内存中实现的元空间（Meta-space）来代替,将JDK1.7中永久代的信息移到了元空间,像字符串常量池和静态变量还是存在Java Heap中

  • 如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。