java运行时数据区域

java不像c语言一样，需要手动分配和释放内存，java的内存管理都是由jvm自动处理的，那么是不是我们就不需要了解java的内存管理了呢？不，机器处理并不能保证避免内存泄露和溢出的出现，因此学习好内存管理是我们解决内存泄露和溢出等问题的知识基础。第一步先来学习运行时数据区域。
如下图，这是jvm对管理的内存的一个划分，分为方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器这五个区域，每个区域有着自己的用途，他们创建和被销毁的时间也不同。

runtime_area.png

程序计数器（program counter register）

• 线程私有的一块内存空间，每个线程各有一个程序计数器，互不影响。
• 可以看作当前线程执行的字节码的行号指示器，字节码解释器通过程序计数器来获取下一条需执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复都离不开这个计数器
• 若执行java方法，计数器记录字节码指令的地址；若执行native方法，计数器则为空
• 此内存区域是唯一没OutOfMermoryError的区域

虚拟机栈

• 线程私有的，生命周期和线程相同
• 每个方法都会创建一个栈帧来存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。其中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（不是对象）
• 局部变量表在编译期就会完成内存分配，因此在运行期局部变量表的大小时固定的
• 若请求的栈的大小超过虚拟机允许的最大内存，就会抛出StackOverFlowException异常；若虚拟机栈可以动态扩展，扩展时无法申请到足够的内存，会抛出OutOfMermoryError异常

本地方法栈

• 与虚拟机栈类似，有的虚拟机（如 sun Hotspot虚拟机）将本地方法栈和虚拟机栈合二为一
• 本地方法栈为native方法服务，而虚拟机栈为java方法服务
• 会出现的异常和虚拟机栈一样

堆

• 所有线程共享的最大的一块内存。
• 在虚拟机启动时创建，可通过jvm参数 -Xmx和-Xms 来设置堆内存大小
• 几乎所有的对象实例和数组都在堆上存放。逃逸分析这一技术则使得对象不尽都分配在堆上
• 堆进一步划分可分为新生代和老年代，新生代又可分为Eden空间、From Survivor和To Survivor。这些划分都是为了 GC（garbage collection），后面会讲到GC

方法区

• 线程共享
• 存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量和即时编译器编译后的代码等数据
• 当方法区无法满足内存分配的需求时，会抛出OutOfMermoryError异常

运行时常量池

• 运行时常量池jdk1.6包括1.6之前位于方法区，1.7以后位于堆中
• class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，这部分内容将在类加载后存放于方法区的运行时常量池。
• 具有动态性。也可在运行期中加入运行时常量池，如String的intern方法。
• 内存不够时会抛出OutOfMermoryError异常

直接内存

• 并不是虚拟机规范中定义的区域，但被频繁使用，也可能出现OutOfMermoryError异常
• JDK1.4引入了NIO，引入了一种基于通道和缓冲区的IO方式，可以使用native函数库分配堆外内存，java堆可以通过DirectByteBuffer对象来操作这块内存，提高了性能。
• 受本机内存限制，有时忽略了这块内存，导致各内存区域大于物理内存限制，从而出现OutOfMermoryError异常