Java虚拟机内存的各个区域及其作用

Java虚拟机内存的各个区域及其作用

 

1、运行时数据区域

运行时数据区域包括方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器。其中方法区和堆是所有线程共享的数据区，其他的是线程隔离的数据区。

1.1、程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器，确定下一条需要执行的字节码指令。java的多线程是通 过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何确定的一个时刻，一个处理器只会执行一条线程中的指令。为了线程切换之后能恢复到正确的执行位 置，每个线程都需要有一个独立的程序计数器，各个线程之间的计数器互不影响。如果线程正在执行的是一个java方法，则计数器记录的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，则计数器值为空。

1.2、java虚拟机栈

java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用 于存在局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。通过所说的栈是局部变量表，即与对象内存分配关系最密切的内存区域。局部变量表的内存空间在编译期 间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是确定的，在运行期不会改变。

java虚拟机栈有两种异常：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，则抛弃StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展的，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

1.3、本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是相似的，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行java方法的服务，本地方法栈则是为虚拟机使用到native方法服务。

1.4、java堆

java堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块，是虚拟机启动是创建的能被所有线程共享的一块内存区域。java堆的唯一目的就是存放对象实例，几乎 所有的对象实例和数组都在这里分配内存（随着JTI编译器的发展，在栈上也有可能分配）。java堆是垃圾收集器管理的主要区域，在物理上可以使不连续的 内存空间，但在逻辑上是联系的。

如果再堆中没有内存完成实例的分配，并且堆也无法在扩展的时候，将会抛出OutOfMemoryError异常。

1.5、方法区

方法区也是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。这块区域很少进行垃圾回收，甚 至可以不实现垃圾收集，主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。当方法区无法分配内存的时候，将抛出OutOfMemoryError异常。

Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译期的各种字面量和符号引用。并非预置入 Class文件中的常量才能进入常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，开发中用的比较多的是String类的intern()方法。

2、例子解析

Object obj = new Object();

假设这句代码出现在方法体中，那么Object obj将会反映到java栈的局部变量表中，作为一个reference类型数据出现，new Object()将会反映到java堆中，形成一块存储了Object类型的实例数据的结构化内存，此对象类型数据，如对象类型、父类、实现的接口、方法 等信息存储在方法区。