《深入理解java虚拟机》——java内存区域

java与c++之间有一道由内存动态分配和垃圾回收机制围起的高墙，墙里的人出来，墙外的人想进去！

• 程序计数器 program counter register

  程序计数器是一个较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
  由于java虚拟机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，在任何一个确定的时刻，一个处理器都只会执行一条线程中的指令，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各个线程之间计数器互不影响，独立存储。
  如果程序正在执行一个java方法，那么这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址。如果正在执行一个native方法，那么这个计数器值为空(undefined)

• java虚拟机栈 VM stack

  java虚拟机栈是线程私有的，它的生命周期与线程相同。
  虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型，每个方法在执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作数栈、方法出口等信息，每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
  如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出*Error异常;如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，将会抛出OutofMemoryError异常。

• 本地方法栈 Native method stack

  本地方法栈与虚拟机栈的区别是虚拟机栈执行的是java方法，本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务。

• java堆

  java堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块，是被所有线程所共享的一块内存区域。java堆在虚拟机启动时被创建，目的是为了存放对象实例。
  java堆也被称为GC堆，从内存回收的角度来看，由于现场收集器基本都采用分代收集算法，所以java堆中还可以细分为：新生代和老年代。从内存分配的脚本来看，线程共享的java堆中还可能划分出多个线程私有的分配缓冲区。但无论怎样划分，存储的仍然是对象实例，划分的目的是为了更好的回收内存，或者更快的分配内存。
  如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展了，将会抛出OutofMemoryError异常。

• 方法区

  方法区跟java堆一样，也是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等数据。
  java虚拟机堆方法区的限制非常宽松，除了和java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小和可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。这区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。

• 运行时常量池 Runtime Constant Pool

  常量池用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。
  一般来说，java虚拟机除了保存class文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。

• 直接内存

  直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中定义的内存区域，在JDK1.4中新加入啦NIO类，引入啦一中基于通道(channel)与缓冲区(buffer)的IO方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作，这样避免了在java堆和Native堆中来回复制数据。
  本机直接内存的分配不会受到java堆大小的限制，但是既然是内存，肯定还是会受到本机总内存大小以及物理空间的限制的。