Java虛擬機(jī)在執(zhí)行Java程序的過(guò)程中會(huì)把它管的內(nèi)存劃分為以下若干個(gè)不同的區(qū)域：

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1、程序計(jì)數(shù)器

　　程序計(jì)數(shù)器是一塊較小的內(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(hào)指示器；由于Java虛擬機(jī)的多線程是通過(guò)線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時(shí)間的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，在任何一個(gè)確定的時(shí)刻，一個(gè)處理器（對(duì)于多核處理器來(lái)說(shuō)是一個(gè)內(nèi)核）都只能執(zhí)行一個(gè)線程中的指令，因此為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每條線程都需要一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器來(lái)記錄線程之前執(zhí)行到哪里了。

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

　　這個(gè)內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。

　　是線程私有的內(nèi)存空間。

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2、Java虛擬機(jī)棧

　　是線程私有內(nèi)存空間。

　　虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法在執(zhí)行的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈表、方法的出口信息等。每一個(gè)方法從調(diào)用直到執(zhí)行完成的過(guò)程，就對(duì)應(yīng)這一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中的入棧和出棧。

　　局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對(duì)象引用（reference類(lèi)型）和returnAddress類(lèi)型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）。其中64位的long和double類(lèi)型占用兩個(gè)局部變量空間，其余數(shù)據(jù)類(lèi)型占用1個(gè)變量空間。

　　局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間完成分配，當(dāng)進(jìn)入一個(gè)方法時(shí)，這個(gè)方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，在方法運(yùn)行期間是不會(huì)改變局部變量表大小的。

　　在Java虛擬機(jī)規(guī)范中，這個(gè)區(qū)域規(guī)定了兩種異常情況：一、如果線程請(qǐng)求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；二、如果虛擬機(jī)可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展（當(dāng)前大部分虛擬機(jī)都可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展），如果擴(kuò)展時(shí)無(wú)法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存，就會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。

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3、本地方法棧

　　本地方法棧和Java虛擬機(jī)棧發(fā)揮的作用非常相似，Java虛擬機(jī)棧是為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法服務(wù)的，而本地方法棧是為虛擬機(jī)使用Native方法服務(wù)的。在虛擬機(jī)規(guī)范中對(duì)本地方法棧使用的語(yǔ)言、使用方式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒(méi)有強(qiáng)制規(guī)定，因此具體的虛擬機(jī)可以自由實(shí)現(xiàn)。

　　在HotSpot虛擬機(jī)中把虛擬機(jī)棧和本地方法棧合二為一。

　　是線程私有內(nèi)存空間。

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4、Java堆

?　　Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊。在虛擬機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候創(chuàng)建。

　　Java程序創(chuàng)建的對(duì)象實(shí)例幾乎都在這里分配內(nèi)存；在Java虛擬機(jī)規(guī)范中描述：所有的對(duì)象實(shí)例以及數(shù)據(jù)都要在堆上分配，但是隨著JIT編譯器的發(fā)展和逃逸分析技術(shù)逐漸成熟，棧上分配、標(biāo)量替換優(yōu)化技術(shù)將會(huì)導(dǎo)致一些微妙的變化發(fā)生，所有對(duì)象分配都在堆上也漸漸變得不是那么“絕對(duì)”了。

　　Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域。

　　Java堆空間還可以分為：新生代和老年代，新生代又可以細(xì)分為：Eden空間、From Survivor空間和To Survivor空間。

　　如果在堆上沒(méi)有內(nèi)存空間可以完成對(duì)象實(shí)例分配，并且堆也無(wú)法再擴(kuò)展時(shí)，將會(huì)拋出OutOfMemoryOut異常。

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5、方法區(qū)

　　方法區(qū)也是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域。

　　方法區(qū)用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類(lèi)信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

　　在HotSpot虛擬機(jī)上，GC分代收集擴(kuò)展到了方法區(qū)，或者說(shuō)使用永久代來(lái)實(shí)現(xiàn)方法區(qū)，這樣可以像管理Java堆內(nèi)存一樣管理方法區(qū)內(nèi)存，一般GC和老年代GC一起觸發(fā)，所以在HotSpot虛擬機(jī)中，方法區(qū)也被稱(chēng)為“永久代”。

　　方法區(qū)的內(nèi)存回收主要是針對(duì)常量池的回收和對(duì)類(lèi)型的卸載（不過(guò)條件相當(dāng)苛刻）。

　　方法區(qū)無(wú)法滿足內(nèi)存分配需求時(shí)，將拋出OutOfMemoryError異常。

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6、運(yùn)行時(shí)常量池

　　運(yùn)行時(shí)常量池是方法區(qū)的一部分。

　　Class文件中除了有類(lèi)的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息常量池，用于存放編譯器生成的的各種字面常量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類(lèi)加載后進(jìn)入方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中存放。

　　運(yùn)行時(shí)常量池相對(duì)于Class文件常量池的另外一個(gè)重要特性是具備動(dòng)態(tài)性，Java語(yǔ)言并不要求常量一定只有編譯器才產(chǎn)生，運(yùn)行期間也可能將新的常量放入到常量池中。

　　當(dāng)常量池?zé)o法申請(qǐng)到內(nèi)存時(shí)將會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。

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7、直接內(nèi)存

　　直接內(nèi)存并不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。但是這部分內(nèi)存也會(huì)被平凡的用到，也會(huì)出現(xiàn)OutOfMemoryError異常。

　　JDK1.4引入了NIO類(lèi)，一種基于通道（channel）與緩沖區(qū)（Buffer）的I/O方式，它可以使用Native函數(shù)庫(kù)直接分配堆外內(nèi)存，然后通過(guò)一個(gè)存儲(chǔ)在Java堆中的DirectButeBuffer對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。這種方式避免了Java堆和Native堆中來(lái)回復(fù)制數(shù)據(jù)，在一些場(chǎng)景中可以顯著提高性能。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的笔记：Java虚拟机运行时数据区的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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