运行时数据区域

运行时数据区域

线程共享的数据区：方法区、堆、执行引擎、本地库接口

线程隔离的数据区：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈

程序计数器：当前线程所执行的字节码的行号指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖程序计数器来完成。每条线程都需要一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响、独立存储。

虚拟机栈：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用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接和方法出口等信息。局部变量表存放了编译期可知的基本数据类型和对象引用。其中，64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间，其余数据类型只占用1个局部变量空间。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配。

本地方法栈：本地方法栈与虚拟机栈作用相似，区别是虚拟机栈为虚拟机执行java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务。本地方法栈中方法使用的语言、使用的方式和数据结构并没有强制规定。

堆：java堆是被所有线程共享的一块内存区域，java堆是垃圾收集管理的主要区域，因此也叫“GC堆”，java堆在虚拟机启动时创建，用来存放对象实例。java堆分为新生代、老年代和永久代，新生代有可以细分为Eden区和Survive区，两者空间占比为8:1。

方法区：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，对此区域进行内存回收时主要针对常量池的回收和对类型的卸载。

运行时常量池：运行时常量池是方法区的一部分，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计入方法区的运行时常量池中存放。运行时常量池具备动态性，运行期间也能够将新的常量放入池中。

直接内存：非虚拟机运行时数据区的一部分，也并非java虚拟机规范中定义的内存区域。在jdk1.4中引入了NIO类，使用一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，它可以使用native函数库直接分配堆内存，然后通过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。

内存区域与内存溢出异常

Java堆溢出：（OutOfMemoryError:heap space）

Java堆用于存储对象实例，只要不断地创建对象，并且不配回收，当对象数量达到最大堆的容量限制后就会发生内存溢出异常。

虚拟机栈和本地方法栈溢出：（OutOfMemoryError或StackOverflowError）

• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将产生StackOverflowError异常。

• 如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则会产生OutOfMemoryError异常。
  只要不断地声明本地变量或调用方法便会产生以上两种异常，例如回调函数。

方法区和运行时常量池溢出：（OutOfMemoryError：PermGen space）

方法区用于存放class的相关信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。因此，运行时产生大量的类填充方法区便会导致方法区内存溢出。

本机直接内存溢出：（OutOfMemoryError）

DirectMemory容量默认与java堆最大值相同（-XX：MaxDirectMemorySize指定），使用DirectByteBuffer分配内存异常时，并没有真正向操作系统申请分配内存，而是通过计算得知内存无法分配，于是手动抛出异常，真正申请分配内存的方法是unsafe.allocateMemory()。