Java运行时数据区

Java运行时数据区

1.程序计数器：当前线程所执行的字节码行号的指示器。

java虚拟机多线程是通过线程间轮流切换来分配给处理器执行时间；在确定时间节点，一个处理器（一核）只会执行一个线程的指令；为保证线程切换回来后能恢复到原执行位置，各个线程间计数器互相不影响，独立存储

如果程序执行的是一个Java方法，则计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址；如果正在执行的是一个本地（native）方法，则计数器的值为Undefined，由于程序计数器只是记录当前指令地址，所以不存在内存溢出的情况，因此，程序计数器也是所有JVM内存区域中唯一一个没有定义OutOfMemoryError的区域。

2.栈：Java方法执行的内存模型。

Java栈中存放的是一个个的栈帧，每个栈帧对应一个被调用的方法。当方法被调用时，栈帧在JVM栈中入栈，当方法执行完成时，栈帧出栈

栈帧中包括局部变量表、操作数栈、指向当前方法所属类的运行时常量池的引用、方法返回地址和一些额外的附加信息。

局部变量表：就是用来存储方法中的局部变量（包括在方法中声明的非静态变量以及方法形参）。对于基本数据类型的变量，则直接存储它的值，对于引用类型的变量，则存的是指向对象的引用。局部变量表的大小在编译器就可以确定其大小了，因此在程序执行期间局部变量表的大小是不会改变的。

操作数栈：最典型的一个应用就是用来对表达式求值。想想一个线程执行方法的过程中，实际上就是不断执行语句的过程，归根到底就是进行计算的过程。因此可以这么说，程序中的所有计算过程都是在借助于操作数栈来完成的。

指向运行时常量池的引用：因为在方法执行的过程中有可能需要用到类中的常量，所以必须要有一个引用指向运行时常量池。

方法返回地址：当一个方法执行完毕之后，要返回之前调用它的地方，因此在栈帧中必须保存一个方法返回地址。

3.本地方法：栈是执行Java方法的，而本地方法栈是用来执行native方法的

4.堆：主要用于存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存，是垃圾收集器管理的主要区域

5.方法区：主要用于存储已被虚拟机加载的类信息（包括类的名称、方法信息、字段信息）、常量、静态变量、编译器编译后的代码等.

在方法区中存在一个叫运行时常量池的区域，它主要用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用、翻译出来的直接引用（符号引用就是编码是用字符串表示某个变量、接口的位置，直接引用就是根据符号引用翻译出来的地址，将在类链接阶段完成翻译）；这些内容将在类加载后存放到运行时常量池中，以便后续使用。它是每一个类或接口的常量池的运行时表示形式，在类和接口被加载到JVM后，对应的运行时常量池就被创建出来。当然并非Class文件常量池中的内容才能进入运行时常量池，在运行期间也可将新的常量放入运行时常量池中，比如String的intern方法。

一个指向A的class对象，一个指向加载自己的classLoader

栈是编译时分配空间，而堆是动态分配（运行时分配空间），所以栈的速度快cpu有专门的寄存器（esp，ebp）来操作栈，堆都是使用间接寻址的。

栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于直接位于CPU中的寄存器。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。另外，栈数据可以共享。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。