1. 简介

jvm_memory.png

• 线程私有区：

  • 程序计数器： 当前线程字节码地址。
  • 虚拟机栈： java方法栈帧。
  • 本地方法栈： native方法栈帧。

• 线程共享区：

  • Java堆： 存储对象。
  • 方法区： 存放类信息、常量、静态变量、编译器编译后的代码等数据。
  • 常量池： 方法区的一部分，存放编译器生成的各种字面量和符号引用。

2. 详细分析

stack_heap_info.png

2.1 程序计数器

当线程正在执行一个Java方法时，PC计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码的地址；当线程正在执行的一个Native方法时，PC计数器则为空（Undefined）。

2.2 虚拟机栈

java方法的栈帧包括：

1. 局部变量表 (locals大小，编译期确定)，一组变量存储空间， 容量以slot为最小单位。

2. 操作栈(stack大小，编译期确定)，操作栈元素的数据类型必须与字节码指令序列严格匹配

3. 动态连接， 指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，为了 动态连接使用。

   • 前面的解析过程其实是静态解析；
   • 对于运行期转化为直接引用，称为动态解析。

4. 方法返回地址

   • 正常退出，执行引擎遇到方法返回的字节码，将返回值传递给调用者
   • 异常退出，遇到Exception,并且方法未捕捉异常，那么不会有任何返回值。

5. 额外附加信息，虚拟机规范没有明确规定，由具体虚拟机实现。

可能会出现的异常：

• StackOverFlowError： 当线程请求栈深度超出虚拟机栈所允许的深度时抛出

• OutOfMemoryError： 部分java虚拟机会动态拓展虚拟机栈，当Java虚拟机动态扩展到无法申请足够内存时抛出

2.3 本地方法栈

与虚拟机栈类似，有些java虚拟机将虚拟机栈和本地方法栈合二为一，比如Sun HotSpot虚拟机。

2.4 java堆

几乎存放着所有的对象实例和数组数据。JIT编译器有栈上分配、标量替换等优化技术，导致部分对象实例数据不存在Java堆，而是栈内存。

java_object.png

2.5 方法区

略

2.6 运行时常量池

存放编译器生成的各种字面量和符号引用。运行时常量池除了编译期产生的Class文件的常量池，还可以在运行期间，将新的常量加入常量池，比较常见的是String类的intern()方法。

• 字面量：与Java语言层面的常量概念相近，包含文本字符串、声明为final的常量值等。

• 符号引用：编译语言层面的概念，包括以下3类：

  • 类和接口的全限定名
  • 字段的名称和描述符
  • 方法的名称和描述符