JVM内存介绍

Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域:

方法区(Method Area)、虚拟机栈(VM Stack)、本地方法栈(Native Method Stack)、堆(Heap)、程序计数器(Program Counter Register).其中方法区和堆是所有线程共享的,其他的为线程私有(隔离)的数据。

一、程序计数器

    程序计数器记录的是将要执行的虚拟机字节码指令的地址(如果正在执行的是Native方法,该值为空)。该内存区是唯一一个在JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域,因为其记录的只是待执行的字节码指令地址,是个固定宽度的存储空间,只会更新其中的值不可能会内存溢出。

二、Java虚拟机栈

    和程序计数器一样,也是线程私有的,其生命周期和线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:Java方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于储存局部变量表(用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量),操作数栈(算数运算时会用)、动态链接、方法出口和附加信息。每个方法从调用到执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

    我们常说的栈,其实就是虚拟机栈中局部变量表部分。

    StackOverflowError异常:线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度。

    OutOfMemoryError异常:如果虚拟机栈可以动态扩展(大部分java虚拟机都可以动态扩展,但Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈),如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出该异常。

三、本地方法栈

    作用类似于虚拟机栈,区别是虚拟机栈服务于虚拟机执行的Java方法(就是字节码),而本地方法栈则服务于虚拟机使用到的Native方法。有的虚拟机(eg: Sun HotSpot虚拟机)直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。和虚拟机栈一样,本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

四、Java堆

    堆是JVM所管理内存中最大的一块,被所有线程共享,在虚拟机启动时创建,该区域的唯一目的就是存放对象示例。若堆中无内存可分配时,会抛出OutOfMemoryError异常。从内存回收的角度来看,由于现在收集器都采用分代收集器算法,所以可细分为新生代和老年代。

五、方法区

    和堆一样,方法区是各个线程共享的内存区域。它用于存储已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等数据。方法区也会抛出OutOfMemoryError异常。

六、运行时常量池

    运行时常量池是方法区的一部分。Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有常量池,用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容在类加载后进入到方法区的运行时常量池中存放。

    运行时常量池相对于Class文件常量池另外一个重要的特征是具备动态性,java并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是并非预至入Class文件的常量池内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可以将新的常量放入池中,比如String.intern()方法。

    运行时常量池是方法区的一部分,自然受到方法区内存的限制,当常量池无法再申请到内存时,会抛出OutOfMemoryError异常。

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