Java内存区域与内存溢出异常

（一）运行时数据区域

可参考
https://www.zhihu.com/question/20097631
https://blog.csdn.net/TJtulong/article/details/89598598
https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/jvm_serial_00_why_learn_jvm.html

运行时数据区.png

1、程序计数器（Program Counter Register）

（1）程序计数器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；
（2）程序计数器处于线程独占区；
（3）如果线程执行的是java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。而如果是native方法，这个计数器的值则为空（Undefined）；
（4）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情况的区域；

2、Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）

虚拟机栈描述的是java方法执行的动态内存模型。

栈帧（方法运行时的基本数据结构）

每个方法执行，都会创建一个栈帧，伴随着方法从创建到执行完成。用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等；

局部变量表

1）存放编译器可知的各种基本数据类型，引用类型，returnAddress类型。
2）局部变量表的内存空间在编译器完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧分配多少内存是固定的，在方法运行期间是不会改变局部变量表的大小。
3）大小：
StackOverflowError：线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度；
OutOfMemoryError：如果蓄奴籍栈可以动态扩展（大部分都可以），而扩展时无法申请到足够的内存；

3、本地方法栈（Native Method Stack）

本地方法栈于虚拟方法栈所发挥的作用时非常相似的
区别：本地方法栈为虚拟机执行native方法服务；
虚拟机栈为悉尼及执行Java方法服务；

4、Java堆（Java Heap）

Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，被所有线程共享，在虚拟机启动时创建

（1）目的：存放对象实例 ；
（2）垃圾收集器管理的主要区域（GC堆，Garbage Collected Heap）：新生代（Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等）、老年代；另外，还可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）；
（3）OutOfMemoryError：堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时抛出；
（4）不需要连续的内存空间，逻辑连续就行。

5、方法区（Method Area）

（1）方法区是线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类信息（类的版本、字段、方法、接口）、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据；
（2）HotSpot虚拟机上吧方法区成为“永久代”（Permanent Generation），本质上两者并不等价，只是能省去专门为方法区编写内存管理代码的工作；
（3）方法区的垃圾回收效率很低；
（4）OutOfMemoryError：和堆类似。

image.png

（上面说到，jdk1.8 中，已经不存在永久代（方法区），替代它的一块空间叫做 “ 元空间 ”，和永久代类似，都是 JVM 规范对方法区的实现，但是元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存，元空间的大小仅受本地内存限制，但可以通过 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 来指定元空间的大小。）

6、运行时常量池（Runtime Constant Pool）

上面提到的类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，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容会在类加载之后进入运行常量池。
（1）运行时常量池具有动态性，运行期间也可以讲常量放入池中，比如String类的intern()方法；
https://blog.csdn.net/tyyking/article/details/82496901
（2）OutOfMemoryError

7、直接内存（Direct Memory）

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是javca虚拟机规范中定义的内存区域；而且也会出现OutOfMemoryError异常。