传统程序语言：由程序员手动内存管理。C/C++，malloc申请内存和free释放内存，经常导致内存泄漏。
现代程序语言：自动内存管理。Java/C#，采用内存自动管理，程序员只需要申请使用，系统会检查无用的对象并回收内存。
JVM架构如下图所示。
JVM架构图
私有内存
- 程序计数器（Program Counter Register）
- Java虚拟机栈（JVM Stack）
- 本地方法栈（Native Method Stack）
多线程共享内存
- 堆（Heap）
- 方法区（Method Area）
- 运行时常量池(在方法区内分配)
各内存区域说明：
程序计数器（Program Counter Register）
- 每一条Java虚拟机线程都有自己的PC（Program Counter），线程私有
- PC存储当前方法
在任意时刻，一条Java虚拟机线程只会执行一个方法的代码，这个正在被线程执行的方法称为该线程的当前方法 (current method) - 当前方法不是native时，PC计数器就保存虚拟机正在执行的字节码指令的地址
- 当前方法是native时，那PC的值是undefined
- 该区域不会发生OutOfMemoryError异常。
JVM栈（JVM Stack，Java栈）
- 每个线程都有自己的Java虚拟机栈，线程私有
- 设置大小：-Xss设置每个线程堆栈大小
- 这个栈与线程同时创建，用于存储栈帧，每个方法从调用到完成对应一个栈帧在栈中入栈、出栈的过程。
栈帧存储局部变量表、操作数栈等 - 引发的异常：
栈的容量超过虚拟机规定最大容量，会抛出StackOverflowError异常。
如果栈可以动态扩展，在尝试扩展时无法申请到足够的内存，或在创建新线程时没有足够内存区创建对应的虚拟机栈，会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈（Native Method Stacks）
- 存储native方法的执行信息
- 线程私有
- VM规范没有对本地方法栈做明显规定。
- 引发的异常：
栈的深度超过虚拟机规定深度，抛出StackOverflowError异常。
无法扩展内存时，引发OutOfMemoryError异常。
堆（Heap）
- 虚拟机启动时创建，所有线程共享，占用内存最大
- 对象实例和数组都在堆上分配内存
- 垃圾回收的主要区域
- 设置大小：-Xms 初始堆值，-Xmx最大堆值
- 引发的异常：无法满足内存分配，抛出OutOfMemoryError异常
方法区（Method Area）
- 存储JVM已经加载类的结构，所有线程共享
(运行时常量池、类信息、常量、静态变量等) - JVM启动时创建，逻辑上属于堆（Heap）的一部分
- 很少做垃圾回收
- 引发的异常
无法满足内存分配时，抛出OutOfMemoryError异常
运行时常量池（Run-Time Constant Pool）
- Class文件中每个类或接口的常量池表的运行时表示形式
- 属于方法区的一部分
- 动态性
Java语言并不要求常量一定只有在编译期产生
比如String.intern方法 - 引发的异常：
无法满足内存分配时，抛出OutOfMemoryError异常
以上可以汇总为如下的表格
| 名称 | 线程私有/共享 | 功能 | 大小 | 异常 |
|---|---|---|---|---|
| 程序计数器 | 私有 | 保存当前线程执行方法 | 通常固定大小 | 不会 |
| JVM栈 | 私有 | 方法的栈帧 | -Xss | StackOverflowError OutOfMemoryError |
| 本地方法栈 | 私有 | 存储native方法信息 | 通常固定大小 | StackOverflowError OutOfMemoryError |
| 堆 | 共享 | 存储对象和数组 | -Xms初始堆值 -Xmx最大堆值 |
OutOfMemoryError |
| 方法区 | 共享 | 存储类结构/常量/静态变量 | -XX参数设置 | OutOfMemoryError |
| 运行时常量池 | 共享 | class中常量池运行时表示 | 从属于方法区 | OutOfMemoryError |
总结
- JVM的内存分类
- 各部分内存的作用
