java 虛擬機(jī)在執(zhí)行java程序的過程中會把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，如圖。各個區(qū)域有各自的用途，以及創(chuàng)建時間和銷毀時間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程啟動而存在，有些區(qū)域則依賴用戶線程的啟動和結(jié)束而建立和銷毀。

• 程序計(jì)數(shù)器：是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里（僅是概念模型，各種虛擬機(jī)可能會通過一些更高效的方式去實(shí)現(xiàn)），字 節(jié)碼解釋器工作時就是通過改變這個計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個計(jì)數(shù)器來 完成。

  由于Java虛擬機(jī)的多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時間的方式來實(shí)現(xiàn)的，在任何一個確定的時刻，一個處理器（對于多核處理器來說是 一個內(nèi)核）只會執(zhí)行一條線程中的指令。因此，為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每條線程都需要有一個獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，各條線程之間的計(jì)數(shù)器互不影 響，獨(dú)立存儲，我們稱這類內(nèi)存區(qū)域?yàn)椤熬€程私有”的內(nèi)存。

  如果線程正在執(zhí)行的是一個Java方法，這個計(jì)數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址；如果正在執(zhí)行的是Natvie方法，這個計(jì)數(shù)器 值則為空（Undefined）。此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。

• 方法區(qū)：在類裝載器加載class文件到內(nèi)存的過程中，虛擬機(jī)會提取其中的類型信息，并將這些信息存儲到方法區(qū)。方法區(qū)用于存儲已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜 態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。由于所有線程都共享方法區(qū)，因此它們對方法區(qū)數(shù)據(jù)的訪問必須被設(shè)計(jì)為是線程安全的。。在JVM規(guī)范中，沒有強(qiáng)制要求方法區(qū)必須實(shí)現(xiàn)垃圾回收。很多人習(xí)慣將方法區(qū)稱為“永久代”，是因?yàn)镠otSpot虛擬機(jī)以永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)，從而JVM的垃圾收集器可以像管理堆區(qū)一樣管理這部分區(qū)域，從而不需要專門為這部分設(shè)計(jì)垃圾回收機(jī)制。垃圾回收器在回收的時候，也僅僅針對常量池和對類型的回收。不過自從JDK7之后，Hotspot虛擬機(jī)便將運(yùn)行時常量池從永久代移除了。

• java堆：用于存儲java程序創(chuàng)建的對象實(shí)例及數(shù)組，被所有線程共享，在虛擬機(jī)啟動時創(chuàng)建，也是垃圾收集器管理的最主要區(qū)域，也稱GC堆。

• java棧：線程私有，生命周期與線程相同。Java棧也稱作虛擬機(jī)棧（Java Vitual Machine Stack），也就是我們常常所說的棧，跟C語言的數(shù)據(jù)段中的棧類似。事實(shí)上，Java棧是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型。為什么這么說呢？下面就來解釋一下其中的原因。

  Java棧中存放的是一個個的棧幀，每個棧幀對應(yīng)一個被調(diào)用的方法，在棧幀中包括局部變量表(Local Variables)、操作數(shù)棧(Operand Stack)、指向當(dāng)前方法所屬的類的運(yùn)行時常量池（運(yùn)行時常量池的概念在方法區(qū)部分會談到）的引用(Reference to runtime constant pool)、方法返回地址(Return Address)和一些額外的附加信息。當(dāng)線程執(zhí)行一個方法時，就會隨之創(chuàng)建一個對應(yīng)的棧幀，并將建立的棧幀壓棧。當(dāng)方法執(zhí)行完畢之后，便會將棧幀出棧。 因此可知，線程當(dāng)前執(zhí)行的方法所對應(yīng)的棧幀必定位于Java棧的頂部。講到這里，大家就應(yīng)該會明白為什么 在 使用 遞歸方法的時候容易導(dǎo)致棧內(nèi)存溢出的現(xiàn)象了以及為什么棧區(qū)的空間不用程序員去管理了（當(dāng)然在Java中，程序員基本不用關(guān)系到內(nèi)存分配和釋放的事情，因?yàn)?Java有自己的垃圾回收機(jī)制），這部分空間的分配和釋放都是由系統(tǒng)自動實(shí)施的。對于所有的程序設(shè)計(jì)語言來說，棧這部分空間對程序員來說是不透明的。下圖 表示了一個Java棧的模型：

  局部變量表，是指存放了編譯期間可知的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對象引用（reference類型）和returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）。其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個局部變量的空間，其他的只占用1個。局部變量表所需的空間是在編譯時完成分配的，當(dāng)進(jìn)入一個方法時，這個方法在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，因此，在方法運(yùn)行期間不會改變局部變量表的大小。

  操 作數(shù)棧，想必學(xué)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧的朋友想必對表達(dá)式求值問題不會陌生，棧最典型的一個應(yīng)用就是用來對表達(dá)式求值。想想一個線程執(zhí)行方法的過程中，實(shí)際上就 是不斷執(zhí)行語句的過程，而歸根到底就是進(jìn)行計(jì)算的過程。因此可以這么說，程序中的所有計(jì)算過程都是在借助于操作數(shù)棧來完成的。
  

  指向運(yùn)行時常量池的引用，因?yàn)樵诜椒▓?zhí)行的過程中有可能需要用到類中的常量，所以必須要有一個引用指向運(yùn)行時常量。

  方法返回地址，當(dāng)一個方法執(zhí)行完畢之后，要返回之前調(diào)用它的地方，因此在棧幀中必須保存一個方法返回地址。

  由于每個線程正在執(zhí)行的方法可能不同，因此每個線程都會有一個自己的Java棧，互不干擾。

• 本地方法棧：本地方法棧與Java棧的作用和原理非常相似。區(qū)別只不過是Java棧是為執(zhí)行Java方法服務(wù)的，而本地方法棧則是為執(zhí)行本地方法（Native Method）服務(wù)的。在JVM規(guī)范中，并沒有對本地方發(fā)展的具體實(shí)現(xiàn)方法以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作強(qiáng)制規(guī)定，虛擬機(jī)可以自由實(shí)現(xiàn)它。在HotSopt虛擬機(jī)中直接就把本地方法棧和Java棧合二為一。

• 運(yùn)行時常量池：是方法區(qū)的一部分。Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)常量池，用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。
  

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM内存区域划分及其管理机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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