JVM运行时的内存区域

    Jvm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。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间，Jvm所管理的内存将会包含以下几个运行时数据区域，如下图所示。

1.程序计数器   

      程序计算器是一块较小的内存空间，它的作用可以看做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所需要执行的字节指令，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jvm的多线程是通过线程轮流切换并通过分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的位置，每条线程都需要有一个独立的线程计数器，各线程间的计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为”线程私有“的内存。

      如果线程正在执行的是一个java方法，这个计数器记录的是正在执行的JVM字节码指令的地址；如果正在执行的是一个Native方法，这个计数器值为空。

 

2.虚拟机栈

      与程序计数器一样，虚拟机栈也是线程私有的，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:每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直到执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。

      局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。

 

3.本地方法栈

      本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别在于虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方方法栈是为虚拟机使用到的Native方法服务。

 

4.堆

      对大多数应用来说，堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块。堆是被所以线程共享的一块区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所以的对象实例都在这里分配内存。堆同时也是垃圾收集器管理的主要区域。

 

5.方法区

      方法区与堆一样，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。对HotSpot虚拟机来说，”永久代“也被划分到这个区域。一般来说这个区域的内存回收目标是针对常量池的回收和对类型的卸载。

 

6.运行时常量池

      运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

 

7.直接内存

      直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，但这部分内存也被频繁的使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。

      在JDK1.4中新加入了NIO类，引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。

 

对象访问

      在Java语言中，对象的访问时如何进行的？即使最普通的对象访问也会涉及到Java堆、Java栈、方法区这三个最重要内存区域，如下面这段代码：

    Object obj = new Object（）；

      假设这句代码出现在方法体重，那“Object obj”这部分的语义将会反映到Java栈的本地变量表中，作为一个reference类型出现。而“new Object（）”这部分语义将会反映到Java堆中，形成一块存储了Object类型所有实例数据的结构化内存。在Java堆中还必须包含能查找到此对象类型数据（如对象类型，父类，实现的接口，方法等）的地址信息，这些类型数据则存储在方法区中。