《深入理解Java虚拟机实践》之 自动内存管理机制（一）

续接上篇文章我们继续来品读下一章自定内存管理机制，我以前写博客的思路就是遵循一条线路，就是是什么？为什么？怎么办？然后总结，然后没有然后了。那么就按照这个套路来写这篇文章，如果没有看到第一章的可以看上一篇文章可以好好看一看Java虚拟机的发展历史。

遇到的问题是什么？

在使用Java的时候我们都会碰到这种内存溢出的问题，我们无从下手，因为Java的内存管理机制和C/C++的管理机制就不一样，C/C++就像一个独裁者一样，他可以控制内存的分配和释放，而Java是自己维护自己的内存，自己具有一个内存管理机制，所以我们碰到内存上的问题的时候，就无从下手了，所以我们就有必要了解一下JVM的内存管理机制了。

内存管理之机制->运行时区域

Java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，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。根据《Java虚拟机规范（第2版）》的规定，Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域，如下图所示：

java_mm001.jpg

上边的一段是摘抄的，我要是直接把书本的直接抄过来，那算神马读后感，神马总结？所以我需要加上我自己的理解，如果你想全文阅读这本书，也推荐你去阅读，我这里做一个总结性质的，把其中重要的地方列举出来，或者读过本篇文章后你再去阅读这本书能有另一番感受，我也是欣慰至极。

那我们继续介绍运行时区域的五个地方，因为就上一篇文章说的是一样，我们使用最广泛的就是Hot Spot VM，那我们就以这个虚拟机来说运行时区域的特点：

程序计数器

• 程序计数器是内存中很小一个块，可以看做当前线程的执行的字节码的行号指示器。
• 程序计数器是线程私有的。
• 程序计数器是唯一一个没有规定出现OutOfMemoryError的内存区域。

虚拟机栈

• 线程私有的，生命周期与线程周期相同。
• 虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的时候都会创建一个栈帧，用来存储局部变量表、操作数栈、动态链接等，每个方法从调用到结束，对应的是栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈操作。
• 有人把Java内存简单区分为栈内存和堆内存，Java的内存分配模式远比这种分法复杂，这也说明与内存分配关系最密切的两个部分就是虚拟机栈（栈内存）和Java堆（堆内存）。这里边说法在具体的是栈内存是虚拟机栈中的局部变量表。
• 64位长度的long和double类型占有两个局部变量空间，而且类型占有一个。
• 虚拟机栈有两种状态： 固定长度和动态扩展（如果是固定长度超出会爆出OutOfMermoryError的错误）

本地方法栈

• 与虚拟机栈类似，但是他在HotSpot VM中 本地方法栈和虚拟机栈是合二为一的。
• 本地方法栈调用的是用到的Native方法，虚拟机栈调用的是Java方法。
• 线程私有的，生命周期与线程周期相同。

Java堆

• Java堆是运行虚拟机管理内存中最大的一块。
• Java堆是所有线程共享的一块内存区域。
• Java虚拟机规范中规定： 所有的实例对象和数组都要在堆上分配，但是随着技术的不断提高，也不是那么绝对，可以先这么理解，用到的时候再说。
• Java堆是可以处于不连续的内存空间中，只要逻辑上连续即可。
• Java堆有两种状态： 固定长度和动态扩展（如果是固定长度超出会爆出OutOfMermoryError的错误）

方法区

• 方法区是所有线程共享的一块内存区域。
• 方法区是存储的是已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码等。
• Java虚拟机规范把方法区描述为Java堆的逻辑部分，但是有一个别名Non-Heap（非堆）。
• 在HotSpot VM开发部署的开发者习惯称呼方法区为“永久代”。

到这里我们就介绍结束了，你以为还有多少？逗你呢，我们在看看剩下作者介绍的两个运行时区域。

运行时常量池

• 运行时常量池是方法区的一部分。
• Class文件除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项是常量池，用于存放编译生成的各种字面量和符号引用，这部分内容在类加载后进入方法区的运行时常量中存放。
• 内存受方法区的内存限制
• 具备动态性：Java语言并不要求常量必须在编译器生成，运行期间也能将新的常量放到常量池中。比如String的intern() 方法。

直接内存

• 直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，不在运行时区域当中，也不是Java虚拟机规范规定的内存区域，但是还是被我们频繁使用。
• Java 1.4 加入了NIO(New Input/Output)机制，引入了一种基于通道与缓存区的 I/O 方式，它可以使用Native函数直接分配对外内存，然后通过一个存储在Java堆中的一个DirectByteBufferd 对象作为这块内存的引用进行操作。这样可以避免Java堆和Native推中来回复制数据。
• 本机直接内存不会受到Java堆的限制，但是还会收本机内存的限制以及处理器寻址空间的限制。

总结

到此为止我们分析完Java的运行时区域和直接内存，我们这里做一个总结。

• 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈 是线程私有的，方法区和Java堆是所有线程共享的
• 程序计数器是唯一一个不受内存限制的区域
• 直接内存不属于运行时区域，但是也很重要