本分享内容基于《深入了解Java虚拟机》(第二版)的内容,基于JDK1.7,基于HotSpot虚拟机。
运行时数据区域
程序计数器
这是一块较小的内存空间,主要用于当前线程锁所执行的字节码的行号。字节码解释器通过改变计数器选取下一条需要执行的字节码指令。分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复都需要计数器。
多线程在处理器中通过线程轮流切换来执行,所以每个线程都需要单独程序计数器来恢复到正确的执行位置。
执行Java方法:记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址。
执行Native方法:计数器值为空。
唯一一个不存在OutOfMemoryError情况的区域。
Java虚拟机栈
线程私有,生命周期与线程相同。每个方法执行都会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
局部变量表:存储基本数据类型、对象引用(1、指向对象起始的引用指针 2、执行代表对象的句柄 3、其他与此对象相关的位置)、retrunAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)
局部变量表所需的内存空间在编译期间完成,运行过程中不会改变。
该区域存在两种异常状况:
1、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;
2、如果虚拟机栈可以动态扩展,如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryError异常;
本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈的作用类似,主要区别在于本地方法栈作用于调用Native方法。
部分虚拟机会把本地方法栈与虚拟机栈合二为一。
抛出的异常与虚拟机栈一样。
Java堆
Java虚拟机最大内存一块,被所有线程共享的一块内存区域。
所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。(栈上分配、标量替换等技术导致并不是所有对象都分配到堆上)
本区域采用分代收集算法,包含Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。里面会划分出多个线程私有的分配缓冲区。
该区域如果没有足够内存分配,则会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区
方法区是各线程共享的内存区域。存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。
该区域如果没有足够内存分配,则会抛出OutOfMemoryError异常。
注意:方法区和永久代不是同一个东西。(字符常量池已从永生代移出)
运行时常量池
用于存放编译生成的各种字面量和符号引用(类加载过程中一种状态)。
常量池重要特性:动态性--运行期间也可以将新的常量加入池中。( String类的intern()方法 )
该区域如果没有足够内存分配,则会抛出OutOfMemoryError异常。
直接内存
直接内存不是虚拟机运行时数据区部分,但是也会抛出OutOfMemoryError异常。
NIO类:引入一种基于通道与缓冲区的I/O方式,使用Native函数库直接分配堆外内存。(DirectByteBuffer操作这块内存,避免Java堆和Native堆之间复制数据)
直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制。