java内存区域——深入理解JVM读书笔记

Posted 2020-09-30

本内容由《深入理解java虚拟机》的部分读书笔记整理而成，本读者计划连载。

通过如下图和文字介绍来了解几个运行时数据区的概念。

方法区：它是各个线程共享的区域，用于内存已被VM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译的代码等数据。JVM规范对这个区域的限制很宽松，如同堆一样不需要连续的内存、可选择固定大小、可扩展的大小外，还可以选择不实现垃圾收集。因为在些区域的垃圾收集必要性不高且效果较差。如果回收也是常量池的回收和类型的卸载，但此操作异常困难。当方法区无法满足内存的分配时，抛OutOfMemoryError。

java堆：它是VM中所管理的最大的一块线程共享的内存。它唯一的目的就是存放对象。JVM规范中描述为所有对象及数组都要存放于此。但是由于技术的发展也并不绝对。它也是垃圾收集器管理的最主要的区域。可以被分为：新生代和老年代等其划分，这样的目的只是便于划分和回收内存。JVM规范描述为它可以是物理上不连续但逻辑上必须连续的区域。如果堆存无法再扩展时抛OutOfMemoryError。

Java 虚拟机栈：它的生命同期与线程相同，因为它是描述java方法的内存模型，每个方法被执行时都会创建一个栈帧（stack frame）用于存放局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从开始执行到执行完成都是一个栈帧在虚拟栈中入栈到出栈的过程。在些区域中有两种异常状况:如果线程请求栈尝试大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError；如果VM可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时抛OutOfMemoryError。

本地方法栈：它与java虚拟机栈相似，区别是虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。虚拟机规范中对该区域中的方法使用的语言、方式、数据结构没有强制规定，具体的虚拟机可以自由实现它，比如 sun HotSpot 直接到本地方法栈和虚拟机栈合二为一。抛出的异常与虚拟机相同。

程序计数器：是一块较小的内存空间，它的作用可看成是当前线程执行的字节码的行号指示器。因为jvm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，在任一时刻一个处理器只会执行一条线程中的指令。因为为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每个线程都要有一个独立的程序计数器。