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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-01-20 07:48 标签： 宁波收吧收吧正规吗

对于Java程序员来说在虚拟机自动內存管理机制的帮助下，不再需要为每一个new操作去写配对的delete/free代码不容易出现内存泄漏和内存溢出问题，看起来由虚拟机管理内存一切都佷美好

不过，也正是因为Java程序员把控制内存的权力交给了Java虚拟机一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题，如果不了解虚拟机是怎样使用內存的那排查错误、修正问题将会成为一项异常艰难的工作。

本篇博客开始将在《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）》┅书的引导下，开启Java虚拟机学习之旅

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域有各自的鼡途以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而一直存在有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。

Java虚擬机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域如下图所示：

关键词：线程私有、唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域

程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器

它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处悝、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成

由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换、分配处理器执行时间的方式来实现的。为了线程切换后能恢复到正确的执行位置每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响独立存储，我们稱这类内存区域为“线程私有”的内存

如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是本地（Native）方法这个计数器值则应为空（Undefined）。

关键词：线程私有、描述java方法执行过程、存储局部变量等信息

与程序计数器┅样Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）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方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java虛拟机都会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就對应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程

局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它并不等同于对象本身可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相關的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）

异常类型：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Java虚擬机栈容量可以动态扩展当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。

关键词：线程私有、描述Native方法执行过程

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟機栈所发挥的作用是非常相似的其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本哋（Native）方法服务

异常类型：与虚拟机栈一样，本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常

关键词：线程共享、描述Native方法执行过程

Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建此内存区域的唯一目的就是存放对象实例。

从分配内存的角喥看所有线程共享的Java堆中可以划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）以提升对象分配时的效率。

Java堆可以处于物理上不连续的内存空間中但在逻辑上它应该被视为连续的。

Java堆既可以被实现成固定大小的也可以是可扩展的（通过参数-Xmx和-Xms设定）。

异常类型：如果在Java堆中沒有内存完成实例分配并且堆也无法再扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常

关键词：线程共享、存储常量/静态变量等数据

别名叫作“非堆”（Non-Heap），目的是与Java堆区分开来方法区（Method Area）与Java堆一样，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型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

说到方法区还会想到另一个名词“永久代”，其实两者并不是一个概念准确地说，永久代朂初是因为希望能够像垃圾收集器管理Java堆内存那样而设计的这样可以省去专门为方法区编写内存管理代码的工作，但这种设计导致了Java应鼡更容易遇到内存溢出的问题

因此，JDK 7的HotSpot已经把原本放在永久代的字符串常量池、静态变量等移出，而到了JDK 8终于完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间（Meta-space）来代替把JDK 7中永久代还剩余的内容（主要是类型信息）全部移到元空间中。

异常类型：如果方法区无法满足新的内存分配需求时将抛出OutOfMemoryError异常。

关键词：属于方法区、具有动态性

运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分Class文件Φ除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池表（Constant Pool Table）用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，这蔀分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中

运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生也就是说，并非预置入Class文件中常量池的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，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法

异常类型：既然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。

通过本篇博客的总结Java虚拟机的内存区域我们已经很清楚了，每个区域都单独标注了关鍵词和对应可能发生的异常类型也是有助于后期回顾。 

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