jvm运行时数据区域

        jvm运行时数据区域，看标题多少有些生硬和晦涩。换一种直白点儿的描述，jvm内存模型或jvm运行时内存划分。写这篇文章的初衷是笔者本人在无数次面试过程中，都不可避免的被问到这一话题，因此，说总结也好，说分享也罢，还是沉淀一下相关的知识吧。作为一个工作2，3年的java程序员，总归是绕不开这个话题的。有关虚拟机的理论和知识，也是一个初级程序员自我提升过程中必修的一门“课程”。

        虚拟机内存模型这个概念，你不一定听过，但是“堆”、“栈”这两个概念，作为一个计算机相关专业毕业的程序员，你一定或多或少的听说过，或者在《数据结构》，或者在《操作系统》，等等一些列专业课上，一定对其有所涉猎。在毕业初期，被问到虚拟机的内存有几块儿，大部分同学能想到的也正是这两个部分。当然，这本身并没有错，“堆”、“栈”确实是虚拟机管理的最主要的两块儿内存区域。只不过，武断的将虚拟机运行时数据区域划分为 “堆”、“栈” 两部分，还是稍显粗略。引用《深入理解java虚拟机》一书中的描述，对jvm运行时内存模型做一个比较正式的划分，如下图所示：

jvm运行时数据区域划分

大体上看来，jvm运行时数据区域是由 （1）程序计数器、（2）虚拟机栈、 （3）本地方法栈 、（4）堆、 （5）方法区这几块儿构成的。下面我们逐一说明一下这几块儿内存区域具体都放了哪些东西及其详细作用:

(1) 程序计数器：

        程序计数器这个东西听起来不是那么容易懂，其实相对来讲，它是最单纯的一部分。大家都知道java 是半编译半解释型的编程语言。我们写出来的代码源文件（.java）要经过编译阶段生成字节码文件（.class），再由虚拟机将字节码文件解释成 计算机能识别的底层机器指令来执行。程序计数器可以看作是字节码的行号指示器，字节码指示器工作时就是通过改变这个程序计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令。

        由于java虚拟机的多线程模型是通过多个线程轮流切换并分配CPU执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器（现代多核处理器的情况下，指的是CPU的一个内核）都只会执行一条线程中的指令。因此，为了使线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器。所以，程序计数器是线程私有的内存区域。由于该区域职责相对单一且占用内存相对很小，其是jvm中唯一一块儿没有定义任何内存溢出错误（OutOfMemoryError）类型的区域。

(2) 虚拟机栈

        与程序计数器类似，虚拟机栈也是线程私有的内存区域。因此，它的生命周期同线程一致。虚拟机栈描述的是java方法执行过程的内存模型：每个方法在执行的同时会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。 每一个方法从开始执行到执行完成的过程，对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。在java虚拟机规范中对这个区域规定了两种异常: 

1、如果线程请求的栈深度大于虚拟允许的最大深度，将会抛出StackOverFlowError。如下图所示，循环递归

循环递归

StackOverFlowError

2、虚拟机栈无法申请到足够的内存时，就会抛出OutOfMemoryError 异常。

（3）本地方法栈

        本地方法栈发挥的作用与虚拟机栈是非常相似的，它们的区别在于 ：虚拟机栈是为执行java方法（也就是字节码）服务的，而本地方法则是为虚拟机调用的Native方法服务的。

（4）java堆

        对于大多数应用来说，java堆（java heap）是java虚拟机中管理的内存中最大的一块儿。java堆是被所有线程共享的一块儿内存区域，在虚拟机启动时就被创建。此内存区域的唯一作用就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。因此，堆也是垃圾收集器管理的主要区域。基于现代垃圾收集器的分代收集算法，堆还可以被进一步划分为 年轻代和老年代。再细致一些，年轻代还可以被细分为 eden 和from survivor、to survivor空间等。如果在堆中没有足够的内存用以分配，且无法申请到更多的内存，就会抛出 OutOfMemoryError异常。

无限new 对象出来

堆内存溢出

（5）方法区

俗称 “永久代”，与堆一样，也是多个线程共享的内存区域。它用于存储已经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，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

最后，总结一下，线程私有的内存区域：程序计数器、虚拟机栈，本地方法栈；多个线程共享的内存区域：堆，方法区。垃圾收集关注的区域：堆，方法区。