一、Java內存區域
Java虛擬機在執行Java程序的過程中會把它所管理的內存劃分爲若干個不同的數據區域。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。
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圖1-1 運行時數據區
再來個總結的表，然後一一再細說：
| 內存區域 |
線程隔離 |
作用 |
配置參數 |
異常 |
其他說明 |
|---|
| 程序計數器 |
隔離 |
字節碼行號指示器 |
—— |
—— |
|
| 虛擬機棧 |
隔離 |
棧幀形式存儲局部變量表、操作棧、動態鏈接、方法出口等信息，執行java方法 |
-Xss |
StackOverflowError
OutOfMemoryError
|
|
| 本地方法棧 |
隔離 |
執行本地方法 |
-Xoss |
StackOverflowError
OutOfMemoryError
|
連續內存 |
| 堆 |
共享 |
保存對象實例 |
-Xms
-Xmx
|
OutOfMemoryError
|
允許不連續 |
| 方法區 |
共享 |
存儲類型信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼緩存等數 |
-XX：PermSize：16M
-XX：MaxPermSize：64M
|
OutOfMemoryError |
允許不連續 |
| 運行時常量池 |
共享 |
存儲各種字面量與符號引用 |
|
|
允許不連續
方法區一部分
|
1.1 程序計數器
程序計數器是一塊較小的內存，屬於線程隔離區域，是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。
字節碼解釋器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的字節碼指令，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。
Java虛擬機的多線程是通過線程輪流切換、分配處理器執行時間的方式來實現的，在任何一個確定的時刻，一個處理器（對於多核處理器來說是一個內核）都只會執行一條線程中的指令。因此，爲了線程切換後能恢復到正確的執行位置，每條線程都需要有一個獨立的程序計數器，各條線程之間計數器互不影響，獨立存儲，我們稱這類內存區域爲“線程私有”的內存。
如果線程正在執行的是一個Java方法，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址；如果正在執行的是本地（Native）方法，這個計數器值則應爲空（Undefined）。此內存區域是唯 一一個在《Java虛擬機規範》中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
1.2 虛擬機棧
這塊內存區域就是我們常說的“棧”，也是線程私有或線程隔離的。生命週期與線程相同。
虛擬機棧描述的是Java方法執行的線程內存模型：每個方法被執行的時候，Java虛擬機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。
經常有人把Java內存區域籠統地劃分爲堆內存（Heap）和棧內存（Stack），這種劃分方式直接繼承自傳統的C、C++程序的內存佈局結構，在Java語言裏就顯得有些粗糙了，實際的內存區域劃分要比這更復雜。不過這種劃分方式的流行也間接說明了程序員最關注的、與對象內存分配關係最密切的區域是“堆”和“棧”兩塊。其中，“堆”在稍後筆者會專門講述，而“棧”通常就是指這裏講的虛擬機棧，或者更多的情況下只是指虛擬機棧中局部變量表部分。
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局部變量表存放了編譯期可知的各種Java虛擬機基本數據類型（boolean、byte、char、short、int、
float、long、double，這些直接保存在棧內存,使用完就會被釋放回收）、對象引用（reference類型，保存的是地址）
棧幀是由一個個“變量槽（slot）”組成的，變量槽有32位的和64位的，虛擬機不一樣變量槽的大小就不一樣。
如果線程請求的棧深度大於虛擬機允許的深度，會報出StackOverflowError異常；
如果Java虛擬機棧容量可以動態擴展，當棧擴展時無法申請到足夠的內存會拋出OutOfMemoryError異常（HotSpot虛擬機的棧容量是不可以動態擴展的，只要線程申請棧空間成功了就直接OOM）。
1.3 本地方法棧
Native Method Stacks
這塊區域和上面的虛擬機棧類似，只是虛擬機棧執行的是Java方法（也就是字節碼），而本地方法棧執行的虛擬機本地的方法。
HotSpot是將虛擬機棧和本地方法棧合併在一起。
本地方法棧也會在棧深度溢出或者棧擴展失敗時分別拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。
1.4 堆
Java堆（Java Heap）是虛擬機所管理的內存中最大的一塊。是線程共享的區域。
堆唯一作用就是用來存放對象實例，另外堆是垃圾收集器管理的內存區域，因此也叫“GC堆”。
Java堆可以處於物理上不連續的內存空間中，但在邏輯上它應該 被視爲連續的，這點就像我們用磁盤空間去存儲文件一樣，並不要求每個文件都連續存放。但對於大對象（典型的如數組對象），多數虛擬機實現出於實現簡單、存儲高效的考慮，很可能會要求連續的內存空間。
Java堆既可以被實現成固定大小的，也可以是可擴展的，不過當前主流的Java虛擬機都是按照可擴展來實現的（通過參數-Xmx和-Xms設定，堆的最小值-Xms參數與最大值-Xmx參數設置爲一樣即可避免堆自動擴展）。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，Java虛擬機將會拋出OutOfMemoryError。
1.5 方法區
方法區和堆一樣是線程共享的。
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。
和Java堆一樣不需要連續的內存和可以選擇固定大小或者可擴展外，甚至還可以選擇不實現垃圾收集。相對而言，垃圾收集行爲在這個區域的確是比較少出現的，但並非數據進入了方法區就如永久代的名字一樣“永久”存在了。這區域的內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載。
方法區無法滿足新的內存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常。
1.6 運行時常量池
這個常量池不是一個新的區域，它只是方法區的一個部分。
字節碼文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項信息是常量池表（Constant Pool Table），用於存放編譯期生成的各種字面量與符號引用，這部分內容將在類加載後存放到方法區的運行時常量池中。
運行時常量池是方法區的一部分，自然受到方法區內存的限制，當常量池無法再申請到內存時會拋出OutOfMemoryError異常。
