Java内存区域与内存溢出异常

参考《深入理解Java虚拟机》

运行时数据区域

• 方法区（共享）
• 堆（共享）
• 虚拟机栈（线程私有）
• 本地方法栈（线程私有）
• 程序计数器（线程私有）

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方法区

• 用于存储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等数据
• 不需要连续内存且可扩展也可固定大小（同堆）
• 可以选择不实现垃圾收集
• 方法区无法满足内存分配需求时，抛出OOM异常

运行时常量池是方法区的一部分，虚拟机可根据自己的需要实现该区域，通常存放Class文件中的符号引用和直接引用。运行时常量池与Class文件常量池相比具有动态性，即在运行期间也可将新的常量放入池中，具体参看String.intern()方法。常量池无法再申请到内存时抛出OOM异常。

堆

• 是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块
• 在虚拟机启动时创建
• 唯一目的：在此存放对象实例（包括数组）
• GC管理的主要区域 -> 可将堆细分为新生代和老年代
• Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只需逻辑连续
• 可扩展也可固定大小
• 若堆中已无内存可分配且无法再扩展，将会抛出OOM异常

虚拟机栈

• 描述的是Java方法执行的内存模型
• 存储的的数据结构为栈帧
• 栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口
• 每个栈帧在Java方法执行时创建，方法的调用过程即栈帧在虚拟机栈中入栈出栈的过程
• 两种异常：OutOfMemoryError与StackOverflowError
• StackOverflowError：线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度
• OutOfMemeoryEorror：动态扩展虚拟机栈时无法申请到足够的内存

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用类型和returnAddress类型（随着jdk更新已名存实亡），其中64位长度的long和double占用两个局部变量空间（slot），其余只占用一个。局部变量表所需内存空间在编译期间已完成分配，即运行期间不会改变该表的大小。

本地方法栈

• 与虚拟机栈提供基本相同的服务，只不过服务对象变为了本地方法
• 虚拟机规范对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式和数据结构没有强制规定，故虚拟机可自由实现。例如HotSpot直接将其与虚拟机栈合并
• 与虚拟机栈相似，有OOM和SOE异常

程序计数器

• 可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器
• 各线程之间的计数器互不影响
• 若线程正在执行Java方法，记录的则是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；若线程正在执行本地方法，计数器的值则为空
• 该内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OOM异常的区域

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直接内存

• 不在虚拟机内存区域内
• 不会受到Java堆大小的限制，但会受到本机总内存的大小及处理器寻址空间的限制
• 若虚拟机中内存区域总和大于物理内存限制，啧会导致直接内存出现OOM异常