运行时数据区复习

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程序计数器Program Counter Register(PRC)

如果大家了解过相对底层一点的东西如汇编,嵌入式等相关学习,对程序计数器PRC应该不会陌生,当然在Java里面程序计数器也有它的作用。

一、在Java内存里面程序计数器只占一块很小的区域。

二、它的作用可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器,通过改变PRC的值进行字节码寻指。分支、循环、跳转、异常处理等都是依赖它完成。

三、每一条线程都拥有一个自己私有的PRC,且每个CRC互不干扰。同时我们可以将CRC称为“线程私有”的内存。

四、如果虚拟机正在执行Java方法,PRC记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果执行的是native方法,那么PRC为空。

五、PRC是唯一一个在内存区域不会出现OutOfMemoryError的地方

Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks )

虚拟栈主要描述的是Java方法执行的内存模型(你需要明白:每 一个Java线程会有(私有)一个相对应的虚拟机栈区,栈的一段区域叫做栈帧):每个方法被执行一次,都会在栈区内创建一个栈帧(Stack Frame),用于存储局部变量表,操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法的执行到完成过程代表着一个栈帧的入栈和出栈过程。

局部变量表

存放着编译期可知的基本数据类型(boolean,byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用和 returnAddress(指向一条字节码指令地址)。其中long和double占两个局部变量空间(Slot),其余数据类型只占一个。局部变量表 的内存空间大小在编译期间就已经分配,在方法执行的过程中不会发生变化。

在Java虚拟机规范中,在这个区域规定了两种内存异常:
StackOverflowError:栈的请求深度大于虚拟机的允许最大深度。
OutOfMemoryError:(大部分Java虚拟机都允许在内存不够的情况下,动态扩展内存,同时也允许固定内存长度的虚拟机栈),当扩展时无法申请到足够的内存就会抛出此异常。

本地方法栈(Native Method Stacks)

跟虚拟机栈相似,区别在于Java虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务,而本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。虚拟机规范里对本地方法栈,没有具体的语言,使用方式等进行限制,因此虚拟机可以自由地实现它。

抛出异常:
StackOverflowError:栈的请求深度大于虚拟机的允许最大深度。
OutOfMemoryError:(大部分Java虚拟机都允许在内存不够的情况下,动态扩展内存,同时也允许固定内存长度的虚拟机栈),当扩展时无法申请到足够的内存就会抛出此异常。

Java堆(heap)

Java堆是Java虚拟机所管理内存的最大一块区域,在虚拟机启动时创建。唯一目的是存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候被称为GC堆(Garbage Collected heap,“垃圾堆”),他是一个物理上不连续的内存空间只是逻辑上连续。

如果堆内存无法扩展将会抛出OOM异常。(关于具体的回收机制等后面会慢慢讲述)

方法区(Method Area)

方法区和Java堆一样,是各个线程共享的一个内存区域。主要用来存储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。虽然Java 虚拟机规范中把方法区描述为堆的逻辑部分,但是它还有一个别名Non-Heap(非堆),目的就是为了将它与堆区分。

垃圾收集行为在方法区是比较少见的,在这个区域里面内存回收的目标主要是针对常量池和类型(自定义的类加载器加载的类的类可以被卸载的)卸载的。

运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分,用于存放编译期产生生成的各种字面量和符号引用(加载后放入)。

抛出OOM异常

直接内存(Direct Memory)

不属于运行时是数据区的一部分,也不是虚拟机规范的内存区域,但这一部分也常常被使用,而且抛出OOM。

在JDK1.4中新加入了NIO(new input/output),引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区(Buffer)的I/O方式,它可以使用本地方法库直接分配内存,然后通过 一个存储在java heap 里的DirectByteBuffer对象作为这快内存的引用进行操作。

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