###jvm运行时数据区域（NO.1）

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##程序计数器

>程序计数器在jvm中是一个逻辑上的概念，在内存中，每个线程都拥有一块独立的内存空间来存储执行位置，是线程私有的。java多线程是通过线程轮流切换来分配处理器执行时间的

>如果正在执行的是java方法，那么这个计数器记录的就是正在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，那么这个计数器值则为空(Undefined)，该与其是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

> **Q:Java多线程执行native方法时程序计数器为空，那么线程切换后如何找到之前执行到哪里了？ **

> A:这里的“pc寄存器”是在抽象的JVM层面上的概念——当执行Java方法时，这个抽象的“pc寄存器”存的是Java字节码的地址。实现上可能有两种形式，一种是相对该方法字节码开始处的偏移量，叫做bytecode index，简称bci；另一种是该Java字节码指令在内存里的地址，叫做bytecode pointer，简称bcp。对native方法而言，它的方法体并不是由Java字节码构成的，自然无法应用上述的“Java字节码地址”的概念。所以JVM规范规定，如果当前执行的方法是native的，那么pc寄存器的值未定义——是什么值都可以。上面是JVM规范所定义的抽象概念，那么实际实现呢？Java线程总是需要以某种形式映射到OS线程上。映射模型可以是1:1（原生线程模型）、n:1（绿色线程 / 用户态线程模型）、m:n（混合模型）。以HotSpot VM的实现为例，它目前在大多数平台上都使用1:1模型，也就是每个Java线程都直接映射到一个OS线程上执行。此时，native方法就由原生平台直接执行，并不需要理会抽象的JVM层面上的“pc寄存器”概念——原生的CPU上真正的PC寄存器是怎样就是怎样。就像一个用C或C\+\+写的多线程程序，它在线程切换的时候是怎样的，Java的native方法也就是怎样的。

##虚拟机栈

>每个线程在创建自己的时候都拥有一个私有的虚拟机栈，栈帧(Stack Frame)是虚拟机栈的栈元素。_由于栈的数据结构(先进后出)非常符合方法调用的逻辑，所以使用了栈这种逻辑结构。_

>java虚拟机栈的生命周期是与线程的生命周期相同的，每一个方法从调用到执行完成的过程就是虚拟机栈从入栈到出栈的过程。虚拟机栈中的局部变量表部分所需的内存空间在编译器就完成分配了，在方法运行期间是不会改变局部变量表的大小。

>两种异常：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常，如果虚拟机栈可以动态扩展(大部分虚拟机都可以扩展，且是默认配置，也允许固定)，如果扩展时申请不到足够的内存时则会抛出OutOfMemoryError异常。

##本地方法栈

>本地方法栈和虚拟机栈相同，HotSpot虚拟机将两者合二为一，也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常

##java堆

>java堆是线程共享的一块区域，所有的对象实例以及数组都要在堆上分配(现在的JVM不是绝对的)也是GC管理的主要区域，可以扩展通过-Xmx和-Xms控制，当堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

##方法区

>与java堆一样，属于线程共享的区域，用于存储已被虚拟机加载的类的信息、常量、静态变量、即时编译器遍以后的代码等数据，Non-heap

##运行时常量区 （Runtime Constant Pool）

>是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法去的运行时常量池中存放。除了Class文件中的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。

##直接内存（Direct Memory）

>不是java虚拟机的内存部分，但也可能导致OutOfMemoryError,例如NIO会直接分配堆外内存，但是本机的直接内存分配不会受到java堆大小的限制，需要注意的是设置参数的时候，不要使得总内存大于物理内存限制(硬件和操作系统的限制)