深入浅出JVM内存数据区域

JAVA程序运行于虚拟机之上，运行时需要内存空间。虚拟机执行JAVA程序的过程中会把它管理的内存划分为不同的数据区域方便管理。虚拟机管理内存数据区域划分如下图：

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一、程序计数器(Program Counter Register)

行号指示器，字节码指令的分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复(CPU切换)，每条线程都需要一个独立的计数器，线程私有内存互不影响，该区域不会发生内存溢出异常。

二、虚拟机栈(VM Stack)

虚拟机栈(VM Stack)是线程私有的，声明周期与线程相同，虚拟机栈是Java方法执行的内存模型，每个方法被执行时都会创建一个栈帧，即方法运行期间的基础数据结构。

栈帧用于存储：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等，每个方法执行中都对应虚拟机栈帧从入栈到处栈的过程。是一种数据结构，是虚拟机中的局部变量表，对应物理层之上的程序数据模型。

局部变量表，是一种程序运行数据模型，存放了编译期可知的各种数据类型例如：

Boolean、byte、char、short、int、float、long、double、对象引用类型(对象内存地址变量，指针或句柄)。程序运行时，根据局部变量表分配栈帧空间大小。在运行中，大小是不变的异常类型：stackOverFlowError 线程请求栈深度大于虚拟机允许深度 OutOfMemory 内存空间耗尽无法进行扩展。

三、本地方法栈(Native Method Stack)

与虚拟机栈类似，虚拟机栈为Java程序服务，本地方法栈支持虚拟机的运行服务，具体实现由虚拟机厂商决定，也会抛出 stackOverFlowError、OutOfMemory异常。

四、堆(Heap)

堆(Heap)是虚拟机管理内存中最大的一部分，被所有线程共享，用于存放对象实例(对象、数组)，物理上不连续的内存空间，由于GC收集器，分代收集，所以划分为：新生代 Eden、From SurVivor空间、To SurVivor空间，allot buffer(分配空间)，可能会划分出多个线程私有的缓冲区，老年代。

五、方法区(Method Area)

方法区(Method Area)与堆区一样属于线程共享的内存区域，用于存储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（动态加载OSGI）等数据。理论上属于java虚拟机的一部分，为了区分开来叫做 Non-Heap非堆。

这个区域可以选择不进行垃圾回收，该区域回收目的主要是常量池的回收，及类型的卸载class,内存区不足时会抛出OutOfMemory异常。

运行时常量池：方法区的一部分，Class的版本、字段、接口、方法等，及编译期生成的各种字面量、符号引用，编译类加载后存放在该区域。会抛出OutOfMemory异常。

六、直接内存(Direct Memory)

直接内存(Direct Memory)不属于虚拟内存区域，是一种基于通道与缓冲区的IO方式，可以使用本地函数直接分配堆外内存，在堆中存储引用的外部内存地址，通过引用完成对直接引用内存的操作，1.4之后提供的NIO显著提高效率，避免了堆内存与Native内存的来回复制操作，不受虚拟机内存控制，会抛出OUTOfMemory异常。

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