Java 虚拟机运行时数据区介绍

引言

Java 虚拟机（Virtual Machine）在执行 Java 程序时， 会将它所管理的内存划分为不同的数据区，这些分块有不同的功能，理解它们各自的特点，对于深入理解java程序运行机制和调优Java代码，具有重要意义。其实个人觉得，理解 Java 虚拟机的原理，也没想象中的复杂（也许我的想法有点天真啊^_^），它的运行机制，就像一个小型操作系统，这也许就是虚拟机的来源吧。

Java VM运行时数据区结构图

运行时数据区域解释

本地方法栈

该区域所发挥的作用与虚拟机栈类似，只不过它是为执行 Native 方法服务，而虚拟机栈为执行 Java 方法（即字节码）服务的，见下文的解释。

虚拟机栈

描述 Java 方法执行的内存模型，每个方法执行时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法返回地址等信息。

若线程请求栈的深度超过 VM 所规定的最大深度，将抛出 StackOverflowError异常。若内存动态扩展时申请内存失败，将抛出 OutOfMemoryError异常。

程序计数器

类似于计算机体系结构中的 PC（Program Counter，也叫程序计数器），作用也非常相似，就是指示当前线程所执行的字节码指令。分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等都需要它来完成。

若当前线程正在执行 Java 的方法，则程序计数器的值记录的是正在执行的虚拟机字节码指令；若执行的是 Native 方法，则值为空（Undefined）。

此内存区域为 唯一在Java VM 规范文档中没有规定任何 OutOfMemoryError情况的内存区域。

堆

是VM所管理的内存中最大的一块区域，被所有线程共享，在VM启动时创建，几乎所有的对象实例都在该区域分配内存。该区域的内存在逻辑上是连续的，但在物理上不一定是连续的内存空间。（怎么看都怎么像操作系统的内存管理机制啊，呵呵。）

方法区

用于存储已被VM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码、运行时常量池等数据。

总结

仔细观察 Java 虚拟机各模块的作用，再对比操作系统的内存分配原理和机制，发现二者非常相似，这也是“大道三千，殊途同归”的诠释啊！