深入淺出JVM記憶體資料區域

JAVA程式運行於虛擬機器之上，運行時需要記憶體空間。虛擬機器執行JAVA程式的過程中會把它管理的記憶體劃分為不同的資料區域方便管理。虛擬機器管理記憶體資料區分割如下圖：

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一、程式計數器(Program Counter Register)

行號指示器，字節碼指令的分支、循環、跳轉、異常處理、執行緒恢復(CPU切換)，每個執行緒都需要一個獨立的計數器，線程私有記憶體互不影響，該區域不會發生記憶體溢出異常。

二、虛擬機器堆疊(VM Stack)

虛擬機器堆疊(VM Stack)是執行緒私有的，宣告週期與執行緒相同，虛擬機器堆疊是Java方法執行的記憶體模型，每個方法執行時都會建立一個堆疊幀，即方法運行期間的基礎資料結構。

堆疊幀用於儲存：局部變數表、操作數棧、動態連結、方法出口等，每個方法執行中都對應虛擬機器堆疊幀從入棧到處棧的過程。是一種資料結構，是虛擬機器中的局部變數表，對應物理層之上的程式資料模型。

局部變數表，是程式運行資料模型，存放了編譯期可知的各種資料型別例如：

Boolean、byte、char、short、int、float、long、 double、物件參考類型(物件記憶體位址變量，指標或句柄)。程式運行時，根據局部變數表分配堆疊幀空間大小。在運作中，大小是不變的例外類型：stackOverFlowError 執行緒請求堆疊深度大於虛擬機器允許深度 OutOfMemory 記憶體空間耗盡無法進行擴充。

三、本機方法堆疊(Native Method Stack)

與虛擬機器堆疊類似，虛擬機器堆疊為Java程式服務，而本地方法堆疊支援虛擬機器的運行服務，具體實作由虛擬機廠商決定，也會拋出stackOverFlowError、OutOfMemory例外。

四、堆(Heap)

堆(Heap)是虛擬機器管理記憶體中最大的一部分，被所有執行緒共享，用於存放物件實例(對象、陣列)，物理上不連續的記憶體空間，由於GC收集器，分代收集，所以分割為：新生代Eden、From SurVivor空間、To SurVivor空間，allot buffer(分配空間)，可能會分割出多個線程私有的緩衝區，老年代。

五、方法區(Method Area)

方法區(Method Area)與堆區一樣屬於執行緒共享的記憶體區域，用於儲存虛擬機器載入的類別資訊、常數、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼（動態載入OSGI）等資料。理論上屬於java虛擬機器的一部分，為了區分開來叫做 Non-Heap非堆。

這個區域可以選擇不進行垃圾回收，該區域回收目的主要是常量池的回收，及類型的卸載class,內存區不足時會拋出OutOfMemory異常。

執行時期常數池：方法區的一部分，Class的版本、欄位、介面、方法等，及編譯期間產生的各種字面量、符號引用，編譯類別載入後存放在該區域。會拋出OutOfMemory異常。

六、直接記憶體(Direct Memory)

直接記憶體(Direct Memory)不屬於虛擬記憶體區域，是一種基於通道與緩衝區的IO方式，可以使用本地函數直接分配堆外內存，在堆中存儲引用的外部內存地址，通過引用完成對直接引用內存的操作，1.4之後提供的NIO顯著提高效率，避免了堆內存與Native內存的來回復制操作，不受虛擬機器記憶體控制，會拋出OUTOfMemory異常。

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