1. Java内存管理

1. Java内存管理

• 程序计数器（Program Counter Register）

            线程私有

            是一块较小的内存空间，它可以看作是单一线程所执行的字节码的行号指示器（仅是概念模型）。字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器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。

            

            如果正在执行的是Native方法，这个计数器值为空（Undefined），此内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError（OOM）情况的区域

            

• java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）

            线程私有

            

            虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack frame）用于存储局部变量表、 *** 作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

            局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用（reference类型）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。

            局部变量表所需的内存空间在编译期完成分配，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。

            异常：

                    1. 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，抛StackOverflowError; 

                    2.如果虚拟机栈可以动态扩展，扩展时无法申请到足够的内存，抛OutOfMemoryError异常。

• 本地方法栈 (Native method Stacks)

            线程私有

            本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务，发挥作用于Java虚拟机栈相同（Sun HotSpot VM 直接把本地方法栈跟虚拟机栈合二为一，会抛出两种异常）。

• Java堆 (Java Heap)

            线程共享, 最大的一块

            目的是存放对象实例。所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着jit编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化，所有的对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么绝对了。

            Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，GC堆。

            线程共享的Java堆中可能划分出多个线程是有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer, TLAB）

            Java堆既可以实现成固定大小，也可以是可扩展的（通过-Xmx 和 -Xms控制），当堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时会抛出OutOfMemoryError异常。

• 方法区（Method Area）别名（非堆 Not Heap）

            线程共享

            主要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。

            对于HotSpot VM很多人将方法区称为“永久代”，本质上并不等价，HotSpot VM将GC分代收集扩展到了方法区，使用永久代实现方法区，对于其他VM不存在永久代的概念。用永久代实现方法区很容易造成内存溢出，永久代有-XX:MaxPremSize的上限。因此HotSpotVM现在有放弃永久代并逐步改为Native memory来实现方法区的规划，jdk1.7已经将放在永久代中的字符串常量池移出（到堆中）。

            方法区和Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定代销或者可扩展，还可以选择不实现垃圾收集，

            方法区内存回收目标主要是常量池的回收和类型的卸载。

            当方发区无法满足内存分配需求时抛出OutOfMemoryError异常。

• 运行时常量池（Runtime Constant Pool）

            是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外（类信息），还有一项信息时常量池，用户存放编译期生成的字面量和符号引用。这部分将在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。

            除了保存Class文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。

            运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特性是具备动态性。运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类中的intern()方法（Native mehtod）。

            常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryErrory异常。

• 直接内存（Direct Memory）

            直接内存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，但是这部分内存也被频繁使用，而且也可能导致OutOfMemoryError。

            jdk1.4 新加入NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于Channel与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DirecotByteBuffer对象作为这块内存的引用进行 *** 作。避免java堆与Native堆中的来回复制数据。

            直接内存分配不受Java堆大小的限制。