JVM内存区域划分和简介

Myth丶恋晨 2024-02-18 23:02 50阅读 0赞

JVM在执行java程序时会用一段空间来存储程序执行期间需要用到的数据和相关信息，这段空间一般被称作为Runtime Data Area（运行时数据区），也就是我们常说的JVM内存。因此，在Java中我们常常说到的内存管理就是针对这段空间进行管理（如何分配和回收内存空间）。

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## **1. Java 堆（ Java Heap）** ##

Java堆是 Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。 Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，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，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称做“GC ” 堆（ Garbage Collected Heap）。如果从内存回收的角度看，Java堆又会划分为好几个区域(新生代，老年代，持久代)如果从内存分配的角度看，线程共享的 Java 堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区。但无论怎么去划分，无论那个区域，java堆中存储的依然是对象的实例。进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出 OutOfMemoryError 异常。

总结为两点：

1.存储的全部是对象，每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令)；  
2.jvm只有一个堆区(heap)被所有线程共享，堆中不存放基本类型和对象引用，只存放对象本身。

## 2. Java栈（VM Stack） ##

Java栈也称作虚拟机栈（Java Vitual Machine Stack），也就是我们常常所说的栈，Java栈是Java方法执行的内存模型。

Java栈中存放的是一个个的栈帧，每个栈帧对应一个被调用的方法，在栈帧中包括局部变量表(Local Variables)、操作数栈(Operand Stack)、指向当前方法所属的类的运行时常量池（运行时常量池的概念在方法区部分会谈到）的引用(Reference to runtime constant pool)、方法返回地址(Return Address)和一些额外的附加信息。当线程执行一个方法时，就会随之创建一个对应的栈帧，并将建立的栈帧压栈。当方法执行完毕之后，便会将栈帧出栈。因此可知，线程当前执行的方法所对应的栈帧必定位于Java栈的顶部。讲到这里，大家就应该会明白为什么 在 使用 递归方法的时候容易导致栈内存溢出的现象了以及为什么栈区的空间不用程序员去管理了（当然在Java中，程序员基本不用关系到内存分配和释放的事情，因为Java有自己的垃圾回收机制），这部分空间的分配和释放都是由系统自动实施的。对于所有的程序设计语言来说，栈这部分空间对程序员来说是不透明的。

由于每个线程正在执行的方法可能不同，因此每个线程都会有一个自己的Java栈，互不干扰。

## **3. 本地方法栈（ Native Method Stacks）** ##

与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的 Native方法服务。有的虚拟机（譬如 Sun HotSpot 虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

## 4. 方法区（Method Area） ##

方法区在JVM中也是一个非常重要的区域，它与堆一样，是被线程共享的区域。在方法区中，存储了每个类的信息（包括类的名称、方法信息、字段信息）、静态变量、常量以及编译器编译后的代码等。

在Class文件中除了类的字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用来存储编译期间生成的字面量和符号引用。

在方法区中有一个非常重要的部分就是运行时常量池，它是每一个类或接口的常量池的运行时表示形式，在类和接口被加载到JVM后，对应的运行时常量池就被创建出来。当然并非Class文件常量池中的内容才能进入运行时常量池，在运行期间也可将新的常量放入运行时常量池中，比如String的intern方法。

## **5. 程序计数器（ Program Counter Register）** ##

程序计数器（ Program Counter Register）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。该区域是属于线程私有的,因为在多线程环境中CPU通过在不同的线程来高速切换，此时程序计数器需要记录当前线程执行到哪一步了，以便下一次CPU可以在这个记录点上继续执行。

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