java虚拟机——运行时数据区概述

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。这些区域都有各自的用途，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存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。下面的图显示了虚拟机内存管理区域的划分。

我主要给这些区域划分为两类：共享区域和隔离区域，分别用颜色不同的来表示：灰色的为共享内存区域；白色的是隔离内存区域。

下面分别详细说明一下这些区域在jvm中的作用。

隔离区

程序计数器

程序计数器是分配最小的一块内存，他记录的是线程执行当前字节码的行号。字节码解释器就是通过它来获取下一条需要执行的指令，循环，分支，跳转，异常等功能都是需要程序计数器来完成的。

在多线程的环境下，每个线程都会有一个隔离区，其中程序计数器就包括在内，也就是说每个线程都会有一个自己的程序计数器。当一个线程抢到CPU的执行权限后，就是通过程序计数器来实现继续执行的。

jvm内存中只有这一个区域不会出现outofmemory的异常。

虚拟机栈

虚拟机栈也是线程特有的内存区域。他描述了java方法执行的内存模型，也就是说，执行java方法是怎么分配内存的，下面详细讲解一下。

java方法每次被执行都会被转化为一个栈帧进入虚拟机栈，随着方法执行结束，栈帧会出栈。

栈帧包括以下内容：

（1）局部变量表：基本数据类型（int，boolean等）、引用类型、返回类型。其中一个局部变量的空间为32位，如果是double和long,需要两个单位。

（2）操作数栈：是一个后入先出栈，需要对变量进行一系列的运算

（3）动态链接

（4）方法出口

后续还会深入了解栈帧，在这里就不详细说明了。

这块内存区域会出现两种异常：

（1）StackOverflowError：当线程请求的站深度大于虚拟机栈的深度就会出现此异常。通俗点说，虚拟机栈的深度为50k，但是有两个30k的栈帧入栈，这是就会出现这个异常

（2）OutOfMemoryError：虚拟机栈是可以扩展的，但是但超过了当前最大的内存限制。如最大内存限制1M，动态扩展时需要2M，那么就会出现这个异常。

本地方法栈

其实和虚拟机栈差不多，只不过虚拟机栈是为java方法服务的，而本地方法栈是为native方法服务的。同理抛出异常也是与虚拟机栈一样的原因。

共享区

堆

堆内存是jvm管理的最大一块内存区域，也是很重要的一块。堆内存被所有线程共享使用。几乎所有的实例对象都会存放在退内存中，所以也是垃圾收集管理器重点的管理对象，也成GC堆。

目前堆内存的大小是可以扩展的，通过-Xmx和-Xms来控制，当申请对内存不够并且无法扩展时，就会抛出outofmemory异常。

具体的堆内存细节我们后面再详细研究。

方法区

主要存放的是常量，方法区内有一个常量池没专门用来存放常量的。此内存区域还存放了是对象类型数据。