Java 虚拟机运行时数据区
一.展示图
二.相关区域简介及作用
1.程序计数器:
是一块较小的内存空间,可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器.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需要依赖这个计数器来完成.
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,各条线程之间计数器互不影响,独立存储,这类内存区域为"线程私有"的内存
线程执行的是Java方法,计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址
线程执行的是Native方法,这个计数器值为空(Undefined)
没有规定任何OutOfMemoryError 请求的区域
2.Java虚拟机栈:
描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法执行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.每一个方法从调用到完成,对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程.
一般将Java 内存分为栈,堆内存,其中的栈是指Java 虚拟机栈或者指的是虚拟机中局部变量表部分
局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型,对象引用和returnAddress类型,其中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据一个,
局部变量表所需的内存空间在编译器完成分配,当进入一个方法,该方法需要栈帧分配多大的局部变量空间是完全确定,在方法运行期间不会改变大小
StatckOverflowError异常–线程请求的栈胜读大于虚拟机所允许的深度抛出
OutOfMemoryError异常-- 允许虚拟机动态拓展,如果拓展无法申请到足够的内存抛出
3.本地方法栈:
为虚拟机执行Native方法(非Java 方法)
也会抛出StatckOverflowError异常 和 OutOfMemoryError异常
4.Java堆:
是所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建,用来存放实例对象
Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候也被称做"GC堆"(Garbage Collected Heap)
从内存回收的角度看(现在收集器都采用分代收集器算法),分为新生代 和 老年代,再细分为Eden空间,From Survivor 空间,To Survivor
从内存分配的角度来看,可能划分成多个线程私有的分配缓冲区
Java 堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上连续的即可,在实现时,既可以实现成固定的大小的,也可以是可扩展的
OutOfMemoryError异常-- 堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法在扩展时
5.方法区:
是Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它又一个别名叫Non-Heap(非堆)
是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.
Java虚拟机对于方法限制很宽松,可以和Java 堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外,还可以不实现垃圾收集,这个区域的内存回收目标主要是针对常连池的回收和对类型的卸载
OutOfMemoryError异常–当方法区无法满足内存分配需求时抛出
6.运行时常量池:
是方法区的一部分,用于存放类加载之后Class 文件中常量池(用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用)
特征一:Java 虚拟机对Class文件每一部分(包括常量池)的格式有严格规定,但是对于运行时常量池,Java 虚拟机规范没有做任何细节的要求
特征二: 相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,并不要求常量一定是编译期才能产生(并非预置于Class常量池的内容才能进入方法区运行时常量池),运行期间也可能将新的常量放入池中,利用最多的是String 类的intern()方法;
OutOfMemoryError异常 – 常量池无法再申请内存时抛出
7.直接内存:
既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
NIO(new Input/Output)类,引入了一种基于通道与缓冲区(Buffer) 的I/O 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.
本机直接内存不会受到Java堆大小的限制,但是会受到本机总内存的大小及处理器寻址空间的限制,管理员在配置虚拟机参数,根据实际内存设置-Xmx等参数信息,但是忽略直接内存,这样使得各个内存区域综合大于物理内存限制,从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError 异常
