『天上谪仙人』一文理解JVM内存模型
运行时数据区域
Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域 。 Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域 ， 如图所示
本文插图
JVM内存模型
1、程序计数器
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间 ， 可以看作是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 。
由于Java虚拟机多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来完成的 ， 在任何一个确定的时刻 ， 一个处理器都只会执行一个线程中的指令 。 为了线程切换后能恢复到正确的执行位置 ， 每个线程都需要有一个独立的程序计数器 ， 各个线程之间的计数器 ， 独立存储 ， 互不影响 。 因此程序计数器这块内存区域是“线程私有”的内存 。
2、Java虚拟机栈
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是线程私有的 ， 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：每个方法执行的同时都会创建一个栈帧（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 。 每一个方法从调用到执行完成的过程 ， 就对应着一个栈帧在虚拟机栈中的入栈到出栈的过程 。
局部变量表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）、对象引用和ReturnAddress类型（指向一条字节码指令的地址） 。
【『天上谪仙人』一文理解JVM内存模型】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） ， 其余数据类型占用1个 。 局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配 。 当进入一个方法时 ， 这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的 ， 在方法运行期间不会改变局部变量表的大小 。
在Java虚拟机规范中 ， 对这个区域规定了2种异常状况：
1） 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
2） 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
3、本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的 ， 它们的区别在于虚拟栈为虚拟机执行Java方法（即字节码）服务 ， 而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务 。 与虚拟机栈一样 ， 本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常 。
4、Java堆
Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块 。 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 。 该内存区域唯一目的就是存放对象实例 ， 几乎所有的对象实例都在这里分配内存 。 Java堆是垃圾收集器管理的主要区域 ， 因此也常被称作为“GC堆”（Garbage Collected Heap） 。
根据Java虚拟机规范 ， Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中 ， 只要逻辑上连续即可 ， 就像我们的磁盘空间一样 。 如果在堆中没有内存完成实例分配 ， 而且堆也无法再扩展 ， 将会抛出OutOfMemoryError异常 。
5、方法区
方法区（Method Area）与Java堆一样 ， 是各个线程共享的内存区域 ， 它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 。 虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分 ， 但它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆） ， 目的应该是与Java堆进行区分开来 。
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