java中内存区域总结

闫兆昌

已于 2023-10-08 15:24:42 修改

阅读量1.9k

点赞数 1

分类专栏： Java JavaSE基础文章标签： java jvm 开发语言

于 2019-04-27 10:50:37 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_42081709/article/details/89598816

版权

Java 同时被 2 个专栏收录

18 篇文章

订阅专栏

JavaSE基础

16 篇文章

订阅专栏

1.Java 内存区域

1.1 概述

Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把他所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

Java 虚拟机规范将 JVM 所管理的内存分为以下几个运行时数据区：程序计数器、Java 虚拟机栈、本地方法栈、Java 堆、方法区。还有使用区域，如下图

1.2 详解

1.2.1 方法区（Mehtod Area1）

方法区也是各个线程共享的内存区域，它用于存储已经被虚拟机加载的类信息（包括类的名称、方法信息、字段信息）、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

　在Class文件中除了类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，（Class文件常量池），用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

运行时常量池相对于 Class 文件常量池的另一个重要特征是具备动态性，Java 语言并不要求常量一定只能在编译期产生，即并非Class文件常量池中的内容才能进入运行时常量池，在运行期间也可将新的常量放入运行时常量池中，比如String的intern方法。（如果池已经包含一个等于此 String 对象的字符串（该对象由 equals(Object) 方法确定），则返回池中的字符串。否则，将此 String 对象添加到池中，并且返回此 String 对象的引用。）

　在JVM规范中，没有强制要求方法区必须实现垃圾回收。很多人习惯将方法区称为“永久代”，是因为HotSpot虚拟机以永久代来实现方法区，从而JVM的垃圾收集器可以像管理堆区一样管理这部分区域，从而不需要专门为这部分设计垃圾回收机制。不过自从JDK7之后，Hotspot虚拟机便将运行时常量池从永久代移除了，JRockit 和 IBM J9 虚拟机中也不存在永久代的概念。

不同版本常量池存放位置

1.2.2 堆（Heap）

JVM管理内存中的最大的一块，同方法区一样也是所有线程共享的一块内存区域。几乎所有的对象实例和数组都会在这块分配内存。Java Heap也是垃圾收集器的主要区域，也可以称之为GC堆。

当堆中没有内存分配给实例，也无法扩展的时候，则会抛出OutOfMemoryError异常。

1.2.3 虚拟机栈（VM Stack）

虚拟机栈是线程私有的，和线程的周公其相同，虚拟机栈是由多个栈帧组成的，每个被调用的方法对应一个栈帧，栈帧存储的是局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、指向当前方法所属的类的运行时常量池的引用、附加信息等。当线程执行一个方法，就会随之创建一个对应的栈帧，并将栈帧压栈。当方法执行完毕之后，就可以将栈帧出栈。

异常

1. 如果线程请求的深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常。

2. 如果虚拟机在动态扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。

这两种情况存在着一些互相重叠的地方：当栈空间无法继续分配时，到底是内存太小，还是已使用的栈空间太大，其本质上只是对同一件事情的两种描述而已。在单线程的操作中，无论是由于栈帧太大，还是虚拟机栈空间太小，当栈空间无法分配时，虚拟机抛出的都是 StackOverflowError 异常，而不会得到 OutOfMemoryError 异常。而在多线程环境下，则会抛出 OutOfMemoryError 异常。

1.2.4 本地方法栈（Native Method Stack）

本地方法栈和虚拟机栈所发挥的功能相似，只不过是虚拟机栈是为执行Java方法服务，而本地方法栈则是为执行本地方法（Native Method）服务的。有的虚拟机会将本地方法栈和虚拟机栈结合在一起（Hotspot虚拟机）

1.2.5 程序计数器（Program Counter Register）

程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在字节码解释器工作上的时候，通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令、分支、循环、跳转、线程恢复都需要依赖于计数器来完成.

Java中虚拟机的多线程就是通过分配处理器执行时间的方式来实现的，任何时候，一个处理器都只会执行一个线程中的指令，当切换线程的时候需要计算当前的位置才能使得恢复之后回到上次的位置。生活中例子有很多，就比如腾讯视频，每次都会在你退出的时候记录你所观看的电视的进度，以便于下次再次观看找不到上次看到了哪里。