Java 运行时数据区域

  1. 程序计数器
  2. Java虚拟机栈
  3. 本地方法栈
  4. Java堆
  5. 方法区
  6. 运行时常量池
  7. 直接内存

程序计数器

当前线程所执行的字节码的行号指示器,用于记录下一条要执行的指令。每个线程都需要有一个独立的程序计数器,线程私有。
如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址;如果正在执行的是Native方法,这个计数器值则为空(Undefined)。

此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

Java虚拟机栈

线程私有,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,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。局部变量表中存放了编译器可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference类型)和returnAddress类型(指向了一条字节码指令的地址)。其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间(Slot),其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

两种异常状况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError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,就会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈

与虚拟机栈相似,只不过是为虚拟机所用到的Native方法服务。

Java堆

Java堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建,用于存放对象实例。可以通过-Xmx和-Xms控制大小。

如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法在扩展时,将会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区

各个线程共享的内存区域。用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。这区域的内存回收目标主要针对常量池的回收和对类型的卸载。

当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分。用于存放Class文件中的常量池以及在运行期间可能将新的常量放入池中。

当常量池无法再申请内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

直接内存

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NIO中通过避免在Java堆和Native堆中来回复制数据显著提高性能。

经常被忽略导致可能动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。

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