【Java系统监控与优化系统系列】——1.3.3.1 运行时数据区

(1)概述

    Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁 

(2)运行时数据区包含的内容

程序计数器

概述

    当前线程所执行字节码的行号指示器

     执行Java方法时表示字节码指令的地址

     执行Native方法时，值为空

规定的异常

     Java虚拟机中唯一没有规定OutOfMemoryError情况的区域

是否线程私有

     线程私有

方法区

概述

    方法区中的数据主要对应于“类加载”过程中“加载”阶段：“将这个字节流所代表的静态存储结构转化为“方法区”的运行时数据结构”这个步骤

     可以处于物理上不连续的内存中，只要逻辑上连接即可，在实现时，既可实现成固定大小，也可以是扩展的

     在程序中通过Class对象的getName、isInterface等方法获取的信息，从来源于该区域

     该区域内存回收的目标主要是针对常量池回收和对类型卸载

内容

   类信息

    运行时常量池

        存储内容

             Class文件“常量池”中的信息，包括各种字面量和符号引用

             类加载的“解析阶段”由符号引用翻译出来的的直接引用

         特点

             运行时常量池相对于Class文件常量池的不同是具备动态性，也就是运行期也可能将新的常量放入池中，用的多的是String类的inter()方法

    静态变量

    即时编译器编译后的代码

是否线程私有

    所有线程共享

规定的异常

    OutOfMemmoryError

        如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展

运行时栈结构（虚拟机栈）

    概述

        每一个方法从调用开始至执行完成的过程，都对应着一个栈帧在虚拟机栈里面从入栈到出栈的过程

        线程私有，生命周期与线程相同

        在编译程序代码时，栈帧中需要多大局部变量表，多深的操作数栈都已经完全确定了，并且写入到方法表的Code属性之中，因此一个栈帧需要分配多少内存，不会受到程序运行期变量数据的影响，而仅仅取决于具体的虚拟机实现

    栈桢内容

    是否线程私有

    规定的异常

本地方法栈

概述

与虚拟机栈的作用类似，区别在于为使用到的Native方法服务

虚拟机规范没有对本地方法栈的实现作强制规定，不同虚拟机可自由实现

Sun HotSpot直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一

规定的异常

StackOverflowError

线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度

OutOfMemmoryError

如果虚拟机可以动态扩展，并且扩展时无法申请到足够的内存

堆

概述

存入对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存

Java虚拟机所管理内存中最大的一块，虚拟机启动时创建

Java堆可以处于物理上不连续的内存中，只要逻辑上连接即可

在实现时，既可实现成固定大小，也可以是扩展的，主流虚拟机都按可扩展来实现（通过-Xmx和-Xms控制）

堆内容

从内存回收角度看

新生代（Eden）

老年代（Old）

逃逸区

S0

S1

从内存分配角度看

线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓存区

是否线程私有

所有线程共享

规定的异常

OutOfMemmoryError

如果堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展