Java虚拟机（1）---JVM虚拟机划分及作用

JVM虚拟机内存划分

JVM内存结构划分图

运行时数据区

程序计数器

当前线程所执行的字节码的行号指示器

• 线程私有
• 线程执行Java方法，记录正在执行的虚拟机字节码指令地址
• 线程执行Native方法，则计数器值为空
• 此内存区域是Java虚拟机规范中唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域

Java虚拟机栈

虚拟机栈描述Java方法执行的内存模型

• Java虚拟机栈内存私有，生命周期与线程相同
• 每个方法执行会创建栈帧，存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息
• 栈帧局部变量表存放了编译期可预知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用、returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）
• 其中64位长度的long和double类型占用2个局部变量空间（Slot），其它占用一个。局部变量表所需空间在编译器分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是确定的
• 线程请求栈深度大于虚拟机栈所允许深度抛出StackOverflowError异常
• 若虚拟机栈可动态扩展又无法申请到足够内存抛出OutOfMemoryError异常

本地方法栈

与虚拟机方法栈的区别：
虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务
本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常

Java堆

Java堆是虚拟机管理的内存最大一块区域

• 所有线程共享
• 存放对象实例，几乎所有对象实例与数组都在这里分配内存
• 是垃圾收集器管理的主要区域，常称GC堆
• Java堆可以处于物理不连续内存，逻辑连续即可
• 虚拟机栈大小可以通过参数-Xmx和-Xms控制
• 内存不足会抛出OutOfMemoryError异常

方法区

用于存储已经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数据

• 各个线程共享的内存区域，别名Non-Heap（非堆）
• 当方法区内存无法满足分配抛出OutOfMemory异常
• 垃圾收集在这个区域很少出现

运行时常量池

• 运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分，Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项是常量池，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进入方法区的运行时常量池中存放
• 运行时常量池是方法区的一部分，受到内存方法区的限制，内存不足分配会抛出OutOfMemoryError异常

直接内存

不属于虚拟机运行时数据区，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域

• NIO缓冲区使用Native函数库直接分配堆外内存，通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作
• 受物理内存大小限制，内存不够 分配会抛出OutOfMemoryError异常