JVM運行時數(shù)據(jù)區(qū)域

meislzhua 發(fā)布于2019-08-19 10:57 / 1762人閱讀

摘要：虛擬機(jī)在執(zhí)行程序的過程中會把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，本篇文章將會對這些數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行簡略的介紹。運行時常量池運行時常量池是方法區(qū)的一部分。直接內(nèi)存直接內(nèi)存不是虛擬機(jī)運行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，不是虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。

Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過程中會把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，本篇文章將會對這些數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行簡略的介紹。
JVM所管理的內(nèi)存包括的數(shù)據(jù)區(qū)域如下圖所示：

根據(jù)這張圖我們來一個個介紹這些數(shù)據(jù)區(qū)域。

程序計數(shù)器

程序計數(shù)器（ProgramCounterRegister）是一塊較小的內(nèi)存空間，它可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里（僅是概念模型，各種虛擬機(jī)可能會通過一些更高效的方式去實現(xiàn)），字節(jié)碼解釋器工作時就是通過改變這個計數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個計數(shù)器來完成。

每條線程都需要一個獨立的程序計數(shù)器，各條線程之間計數(shù)器互不影響，獨立存儲，我們稱這類內(nèi)存區(qū)域為“線程私有”的內(nèi)存。

如果線程正在執(zhí)行的是一個Java方法，這個計數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址；如果正在執(zhí)行的是Native方法，這個計數(shù)器值則為空（Undefined）。

此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OOM情況的區(qū)域。

虛擬機(jī)棧

Java虛擬機(jī)棧也是線程私有的，生命周期與線程相同。
虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個方法在執(zhí)行時都會創(chuàng)建一個棧幀用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。每個方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機(jī)中入棧到出棧的過程。

常說的堆和棧中的棧其實指的是Java虛擬機(jī)?；蛘f是虛擬機(jī)棧中的局部變量表部分。局部變量表存放了編譯期可知的基本數(shù)據(jù)類型、對象引用和returnAddress類型(指向了一條字節(jié)碼指令的地址)。

Java虛擬機(jī)規(guī)范中，對這個區(qū)域規(guī)定了兩種異常情況：

如果線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；

如果虛擬機(jī)?？梢詣討B(tài)擴(kuò)展，如果擴(kuò)展時無法申請到足夠的內(nèi)存，就會拋出OutOfMemoryError異常；

本地方法棧

本地方法棧與虛擬機(jī)棧作用類似，區(qū)別是虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法服務(wù)，本地方法棧為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。

與虛擬機(jī)棧一樣，本地方法中也會拋出StackOverflowError和OOM異常

Java堆

Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機(jī)啟動時創(chuàng)建。用來存放對象實例。

從內(nèi)存回收角度看，由于現(xiàn)在收集齊基本都采用分代收集算法，所以Java堆還可以細(xì)分為：新生代和老年代。從內(nèi)存分配角度看，線程共享的Java堆中額能劃分出多個線程私有的分配緩沖區(qū)（TLAB）。

Java堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上連續(xù)即可。實現(xiàn)時可固定大小也可擴(kuò)展大?。?Xmx,-Xms）。如果隊中沒有內(nèi)存完成實例分配，且堆也無法再擴(kuò)展，會拋出OOM異常。

方法區(qū)

方法區(qū)與Java堆一樣，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域。

用于存儲已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即使編譯器編譯后的代碼數(shù)據(jù)，別名Non-Heap。

當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時，拋出OOM異常。

運行時常量池

運行時常量池是方法區(qū)的一部分。用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。
當(dāng)常量池?zé)o法再請到內(nèi)存時會拋出OOM異常。

直接內(nèi)存

直接內(nèi)存不是虛擬機(jī)運行時數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。但這部分內(nèi)存也被頻繁使用，也可能導(dǎo)致OOM。本機(jī)直接內(nèi)存的分配不會受到Java堆大小的限制，但還是會受到本機(jī)總內(nèi)存大小以及處理器尋址空間的限制。