Java五大内存区域介绍与常见异常

分手后的思念是犯贱 2024-03-22 20:38 81阅读 0赞

[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区域。这些区域各自有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有的区域则依赖用户进程的启动和结束而建立和销毁。

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## 1、程序计数器 ##

程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它可以看作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**，它是程序控制流的指示器，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。

特点如下：

*  **线程私有**。每个线程都需要一个独立的程序计数器，个线程之间计数器互不影响，独立存储
 *  如果线程正在执行的是一个java方法，则计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是native方法，则这个计数器为空。
 *  此内存区域是唯一一个在java虚拟机中没有规定 Out Of Memory Error情况的区域。

## 2、虚拟机栈 ##

虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）描述的是java方法（也就是字节码）执行的内存模型：每个方法在执行的时候都有一个**栈帧**（Stack Frame）,用于存储局部变量表（存放编译器可知的基本数据类型和对象引用），操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法从调用到执行就对应了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Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、 float、long、double）、对象引用（reference类型，它并不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始 地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置）和returnAddress 类型（指向了一条字节码指令的地址）

这些数据类型在局部变量表中的存储空间以**局部变量槽**（Slot）来表示，其中64位长度的**long和 double类型的数据会占用两个变量槽，其余的数据类型只占用一个。**局部变量表所需的内存空间在编 译期间完成分配，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。请读者注意，这里说的“大小”是指变量槽的数量， 虚拟机真正使用多大的内存空间（譬如按照1个变量槽占用32个比特、64个比特，或者更多）来实现一 个变量槽，这是完全由具体的虚拟机实现自行决定的事情。

*  **线程私有**。生命周期与线程相同。
 *  在java虚拟机规范中，这个区域规定了两种异常状况。一是 Stack Overflow Error 异常，表示当前线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度；二是Out Of Memory Error 如果所在虚拟机可以扩展，当它扩展时无法得到足够的内存，则会抛出该异常。

## 3、本地方法栈 ##

本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈发挥的作用是相似的，他也是**线程私有**的。不同点在于虚拟机栈执行的是java方法服务，而本地方法栈是为虚拟机使用到的Native方法服务。有的虚拟机直接把虚拟机栈和本地方法栈合二为一，与虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出Stack Overflow Error和Out Of Memory Error异常。

## 4、Java堆 ##

java堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块。它用来存放对象实例和数组。

*  **线程共享**。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。
 *  java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称作 “GC堆”（Garbage Collection Heap）。
 *  java堆可以处于物理不连续的内存空间中，只要逻辑上连续即可。
 *  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，则会抛出Out Of Memory Error

## **5、方法区** ##

方法区与java堆一样，是**线程共享**的区域，它里面存储已被虚拟机加载的类信息、静态变量、常量等数据，即时编译器编译后的代码缓存等数据。当方法区无法满足内存分配需求时，会抛出Out Of Memory Error 。运行时常量池是方法区的一部分，用来存放编译器生成的各种字面量和符号的引用。

[jvm]: https://so.csdn.net/so/search?q=jvm&spm=1001.2101.3001.7020
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