运行时数据区域
方法区和堆属于各线程共享内存区域。
虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器属于线程私有内有区域。
1、程序计数器(Program Counter Register):占用内从空间较小,标识当前线程执行的字节码行号。字节码解释器工作时就是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、异常处理、线程恢复等基础功能都依赖这个计数器。
如果线程正在执行的是一个java方法,这个计数器记录正在执行的虚拟字节码指令的地址。如果执行的是native方法,计数器为空。此内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OOM(OutOfMemoryError)情况的区域。
2、虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks):描述的是java方法执行的内存模型:方法在执行时会创建一个栈帧(Stack Frame)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,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用(对象起始位置的引用指针或代表对象的句柄)、returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。局部变量表所需的内存空间在编译期完成分配。
可能出现异常情况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,抛出StackOverflowError异常;如果虚拟机栈可以动态扩展,而在扩展时无法申请到足够的内存,则会抛出OOM异常。
3、本地方法栈(Native Method Stack):同虚拟机栈,区别是虚拟机栈为执行java字节码服务,而本地方法栈执行的是native方法。
4、堆(Jave Heap):被线程共享,在虚拟机启动时创建。存放对象实例及数组。从内存回收角度-分代收集算法,可分为(新生代、老年代);从内存分配角度看,可划分为多个线程私有的分配缓冲区(Thread Local Allocation Buffer,TLAB)。
java堆在物理上不一定连续,只要逻辑上连续即可。堆的大小可通过-Xms(初始堆内存)和-Xmx(最大堆内存)控制。如果在堆中没有足够内存完成示例分配,并且堆也不能扩展时,会跑步OOM异常。
5、方法区(Method Area):被线程共享,存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量。对于HotSpot虚拟机来说(把GC分代收集扩展至方法区),又称永久代。可通过-XX:MaxPermSize控制上限,也允许其它参数(固定大小、可扩展、不实现垃圾收集)。
针对这个区域内存回收的目标是常量池的回收的类型的卸载。当方法区无法满足内存分配需求时,抛出OOM异常。
6、运行时常量池(Runtime Constant Pool):属于方法区的一部分,Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外还有一项信息是常量池(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。
常量池除了在编译期产生外,也可通过String类的intern()方法在运行期间放入。当运行时常量池无法满足内存分配需求时,抛出OOM异常。
7、直接内存(Direct Memory):不属于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。针对NIO类,引入了一种基于通道(Channel)与缓存区(I/O)方式,使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过堆中的DirectByteBuffer对象引用来操作这块内容。避免了来回在java堆和native堆中复制。
受到本机总内存的限制,当内存不足时时出现OOM异常。