JVM学习（1）-JVM运行时数据区

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导言：java是基于一门虚拟机的语言，所以了解并且熟知虚拟机运行原理非常重要。

 

先整体看一张java虚拟机技术图：

 

一、堆

1、方法区，Method Area，主要存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、及时编译器编译后的代码等数据。

又称为永久代。

 

比如spring 使用IOC或者AOP创建bean时，或者使用cglib，反射的形式动态生成class信息，

如果生成大量的动态类，造成堆内存不足，则会抛出OutOfMemoryError异常。

又比如tomcat把jsp编译成servlet类的时候，也会造成这种情况。

 

2、运行时的常量池：是方法区的一部分。用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。常量池有动态性，可以添加数据。比如string常量池，imtern()。其实就是享元模式的一种实现。

 

运行时常量池溢出：比如一直往常量池加入数据，就会引起OutOfMemoryError异常

 

3、java堆，java heap。是java虚拟机所管理的内存中最大的一块。是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。存放对象实例，数组。而垃圾收集器管理的主要区域也是这个区域，也被称为GC堆。

分为新生代和老年代。

当对象大量生成造成内存不足时，也会抛出异常。

 

二、栈

1、虚拟机栈，是线程私有的，与线程的生命周期相同。描述的是java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，用于存放局部变量表（基本类型、对象引用）、操作数栈动态链表、方法出口等信息。

如果一个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， 比如递归调用。

如果线程生成数量过多，无法申请足够多的内存时，则会抛出OutOfMemoryError异常。比如tomcat请求数量非常多时，设置最大请求数。

 

2、本地方法栈，Native Method Stack。也就是调用虚拟机使用到的Native方法服务。也会抛出以上两种异常。

 

3、程序计算器。当前线程所执行的字节码的行号指示器。

 

三、直接内存

并不是虚拟机运行时数据区的一部分。JDK1.4引入的nio，可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆里面的DiectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中提高性能，因为避免了java堆和Native堆中来复制数据。

 

 

四、小结

虚拟机内运行时数据区整体就是上面所述，所有java对象分配回收等一系列的操作都在上述数据区，我们自己也根据虚拟机规范写一个java虚拟机，也要遵循以上原则。

 

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