Java内存区域与内存溢出异常

1. 运行时数据区域

线程私有区域：程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈
线程共享区域：Java堆、方法区、运行时常量池

1.1 程序计数器（ 线程私有）
程序计数器指的是当前线程执行的代码的位置。

程序计数器是为了方便指令跳转，记录下当前指令的位置，等执行完跳转指令后可以根据计数器里的地址回到跳转前的位置，继续往下执行。
如果当前线程正在执行的是一个java方法，这个java方法正在执行一个Native方法，这个计数器值为空。

什么是线程私有？

由于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，因此在任何一个确定的时刻，一个处理器（多核处理器则指的是一个内核）都只会执行一个线程中的指令。因此，为了切换线程后能恢复到正确的执行位置，每个线程都需要独立的程序计数器，各个线程之间计时器互不影响，独立存储。我们就把类似这类区域称之为“线程私有”的内存。

程序计数器内存区域没有OOM(内存溢出)情况的区域。

1.2 JVM虚拟机栈（线程私有）
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型 : 每个方法执行的同时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。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。声明周期与线程相同。

之所以JVM虚拟机栈要线程私有是因为：

JVM虚拟机栈区域会产生两种异常：

1. 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度(-Xss设置栈容量)，将会抛出StackOverFlowError异常。
2. 虚拟机在动态扩展时无法申请到足够的内存，会抛OOM(OutOfMemoryError)异常（例：在申请栈的时候没有超过最大深度，但是代码里有一个while循环，循环每次都申请内存，则总有一次会内存溢出）

1.3 本地方法栈（线程私有）
本地方法栈与虚拟机栈的作用完全一样，区别在于：本地方法栈为虚拟机使用的native方法服务，而虚拟机栈为JVM执行的Java方法服务。

1.4 Java堆（线程共享）
Java堆是JVM所管理的最大内存区域、是所有线程共享的一块区域，在JVM启动时创建。此内存区域存放的都是对象实例。所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
Java堆是垃圾回收器管理的主要区域

1.5 方法区（线程共享）
方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。用于存储已被虚拟机加载的类消息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OOM（内存溢出）异常

1.6 运行时常量池（方法区的一部分）
运行时常量池是方法区的一部分，存放字面量与符号引用。

字面量：字符串（JDK1.7之后移到堆中）、final常量、基本数据类型的值。
符号引用：类和结构的完全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符。

2. Java堆溢出

堆溢出又分为内存溢出和内存泄漏。

内存泄漏 : 泄漏对象无法被回收，一直被使用着
内存溢出 : 内存不够，内存对象确实还应该存活。此时要根据JVM堆参数与物理内存相比较检查是否还应该把JVM堆内存调大；或者检查对象的生命周期是否过长。

3. 虚拟机栈和本地方法栈溢出

HotSpot虚拟机将虚拟机栈与本地方法栈合二为一。

虚拟机栈会产生两种异常:

1. 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，会抛StackOverFlow异常
2. 如果虚拟机在拓展栈时无法申请到足够的内存空间，则会抛出OOM异常