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題目描述
談談你對JVM的運行時數據區的理解。
題目分析
從今日起，菜雞的每日一面系列進軍Java虛擬機(以下簡稱JVM)了。Java之所以是跨平臺的語言，可以說JVM是最大的功臣，沒有之一。JVM屏蔽了底層的細節，從而使Java達到了“一次編譯，到處運行”的目的。
上面這段話如果說得通俗一點就是，我們編寫的Java程序都是運行在JVM上的。接下來，就讓我們從超高頻面試題——JVM運行時數據區開始，逐步瞭解JVM這個熟悉又陌生的老朋友吧！
題目解答
01
JVM簡介
首先需要明確的是，JVM其實是一個概念，而不是一個實物。用Java語言做一個形象的比喻，它更像是Java中的類，而不是對象實例。後續關於JVM的非概念層面的所有描述，如果不特殊指明，都是基於HotSpot(JVM的一種主流實現)來說的。
虛擬機是相對於物理機來說的一個概念，虛擬機不是看得見摸得着的機器，其本質其實就是一段程序，並沒有想象的那麼神祕，如果感興趣，你甚至可以翻閱HotSpot的源碼，你會發現，它主要是由C++實現的，這可能是基於效率的考量，也可能是歷史原因，在此不作深究。這段話的主要目的就是說明，虛擬機其實就是一段相對來說比較複雜的代碼而已，不要懼怕它。
既然JVM本質上就是一段程序，那麼它最終還是要落到實際的物理機上運行，它可以管理物理機的一部分內存，並在執行Java程序時，將其劃分爲若干個不同的數據區域，這也就是我們今天要講到的JVM運行時數據區。
02
JVM運行時數據區
經典的JVM運行時數據區主要分爲五部分：程序計數器，虛擬機棧，本地方法棧，堆，方法區。這些區域有各自的用途，以及創建和銷燬的時間，有的區域隨着虛擬機進程的啓動而一直存在，有些區域則是依賴用戶線程的啓動和結束而建立和銷燬。
我們通過周志明老師的《深入理解Java虛擬機》第3版中的一張圖，來仔細學習一下各個區域之間的關係。
這張圖堪稱經典，它簡潔明瞭地闡釋了JVM運行時數據區不同區域之間的關係，雖然隨着時間的推移，HotSpot的更新會和這張圖上表明的關係略有出入，但不能說這張圖過時了，它是一種內存管理的設計思想，應該把這張圖深深印在腦海中好好消化。
接下來，我們對這五個內存區域逐一進行概況。
程序計數器：是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。它是程序控制流的指示器，分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能都需要依賴這個計數器來完成。它是線程私有的，同時，它也是唯一一個在《Java虛擬機規範》中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
虛擬機棧：Java方法執行的線程內存模型。它是線程私有的，每個方法被執行的時候，JVM都會同步創建一個棧幀用於存儲局部變量表、操作數棧、動態連接、方法出口等信息。每一個方法被調用直至執行完畢的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機棧中從入棧到出棧的過程。在棧深度溢出或者棧擴展失敗時分別拋出StackOverFlowError和OutOfMemoryError異常。
本地方法棧：與虛擬機棧類似，區別在於本地方法棧是爲Native方法而非Java方法服務。在棧深度溢出或者棧擴展失敗時分別拋出StackOverFlowError和OutOfMemoryError異常。
堆：用於存放對象實例。Java世界裏“幾乎”所有的對象實例都在這裏分配內存。它是線程共享的，也是垃圾回收的主要場所。有關垃圾回收的具體知識將在後續文章中進行講解。如果在Java堆中沒有內存完成實例分配，並且堆也無法再擴展時，將會拋出OutOfMemoryError異常。
方法區：用於存儲已被虛擬機加載的類型信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼緩存等數據。它是線程共享的。如果方法區無法滿足新的內存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常。
參考資料
《深入理解Java虛擬機》第3版 周志明
以上便是菜雞對JVM運行時數據區的一些總結，供大家參考。
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