在討論JVM內存區域分析之前，先來看一下Java程序詳細運行的過程：

Java 程序的運行過程：Java 源碼文件（.Java文件）-> Java Compiler（Java編譯器）->Java 字節碼文件（.class文件）->類載入器（Class Loader）->Runtime Data Area（運行時數據）-> Execution Engine（運行引擎）。

我們今天就來分析一下Java程序運行過程的?Runtime Data Area（執行時數據）?這一塊

那么執行時數據區包含哪幾部分呢？

• 程序計數器（Program Counter Register）
• Java虛擬機棧（VM Stack）
• 本地方法棧（Native Method Stack）
• 方法區（method area）
• 堆（heap）

一、程序計數器

用來指示程序運行哪一條指令，這跟匯編語言的程序計數器的功能在邏輯上是一樣的。JVM規范中規定，假設線程運行的是非native方法，則程序計數器中保存的是當前須要運行的指令地址。假設線程運行的是native方法，則程序計數器中的值undefined。

每一個線程都有自己獨立的程序計數器。為什么呢？由于多線程下，一個CPU內核僅僅會運行一條線程中的指令，因此為了使每一個線程在線程切換之后可以恢復到切換之前的程序運行的位置。所以每一個線程都有自己獨立的程序計數器。

二、Java虛擬機棧

Java虛擬機棧中存放的是一個個棧幀，當程序運行一個方法時。就會創建一個棧幀并壓入棧中，當方法運行完成之后，便會將棧幀移除棧。我們所說的“棧”是指Java虛擬機棧，一個棧幀中包含：局部變量表、操作數棧、動態連接、方法返回地址、附加信息

1、局部變量表

主要是存儲方法中的局部變量。包含方法中局部變量的信息和方法的參數。

如：各種基本數據類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對象引用（reference類型，它不等同于對象本身。可能是一個指向對象起始地址的引用指針。也可能是指向一個代表對象的句柄或其它與此對象相關的位置）和returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址）。當中64位長度的long和double類型的數據會占用2個局部變量空間（Slot），其余的數據類型僅僅占用1個。局部變量表的大小在編譯器就能夠確定其大小了，因此在程序運行期間局部變量表的大小是不會改變的。在Java虛擬機規范中，對這個區域規定了兩種異常狀況：假設線程請求的棧深度大于虛擬機所同意的深度，將拋出StackOverflowError異常；假設虛擬機棧能夠動態擴展（當前大部分的Java虛擬機都可動態擴展，僅僅只是Java虛擬機規范中也同意固定長度的虛擬機棧），假設擴展時無法申請到足夠的內存，就會拋出OutOfMemoryError異常。

操作數棧

虛擬機把操作數棧作為它的工作區。程序中的全部計算過程都是在借助于操作數棧來完畢的，大多數指令都要從這里彈出數據。運行運算，然后把結果壓回操作數棧。

動態連接

每一個棧幀都包括一個指向執行時常量池中該棧幀所屬方法的引用（指向執行時常量池：在方法執行的過程中有可能須要用到類中的常量），持有這個引用是為了支持方法調用過程中的動態連接

方法返回地址

當一個方法運行完成之后。要返回之前調用它的地方，因此在棧幀中必須保存一個方法返回地址。

附加信息

虛擬機規范同意詳細的虛擬機實現添加一些規范里沒有描寫敘述的信息到棧幀中，比如與高度相關的信息，這部分信息全然取決于詳細的虛擬機實現。

在實際開發中。通常會把動態連接，方法返回地址與其他附加信息所有歸為一類，稱為棧幀信息。

三、本地方法棧、

本地方法棧（Native Method Stack）與虛擬機棧所發揮的作用是很相似的。它們之間的差別只是是虛擬機棧為虛擬機運行Java方法（也就是字節碼）服務，而本地方法棧則為虛擬機使用到的Native方法服務。

與虛擬機棧一樣。本地方法棧區域也會拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。

四、堆（heap）

在C語言中。程序猿能夠通過malloc函數和free函數在堆上申請和釋放空間。

那么在Java中是怎么樣的呢？Java中的堆是用來存儲對象本身的以及數組（當然。數組引用是存放在Java棧中的），差點兒全部的對象實例都在這里分配內存。在Java中，程序猿基本不用去關心空間釋放的問題，Java的垃圾回收機制會自己主動進行處理。

另外，堆是被全部線程共享的。在JVM中僅僅有一個堆。

五、方法區

方法區（Method Area）與Java堆一樣，是各個線程共享的內存區域，它用于存儲已被虛擬機載入的類信息、常量、靜態變量、以及編譯器編譯后的代碼等。執行時常量池（Runtime Constant Pool）是方法區的一部分。

Class文件里除了有類的版本號、字段、方法、接口等描寫敘述信息外，另一項信息是常量池（Constant Pool Table）。用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類載入后進入方法區的執行時常量池中存放。

在JVM規范中，沒有強制要求方法區必須實現垃圾回收。非常多人習慣將方法區稱為“永久代”。是由于HotSpot虛擬機以永久代來實現方法區。從而JVM的垃圾收集器能夠像管理堆區一樣管理這部分區域，從而不須要專門為這部分設計垃圾回收機制。只是自從JDK7之后，Hotspot虛擬機便將執行時常量池從永久代移除了。

注意：native方法是指：指使用 Java 以外的其它語言編寫的方法

轉載于:https://www.cnblogs.com/lxjshuju/p/7299388.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的深入了解Java之虚拟机内存的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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