运行时数据区域

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• 《深入理解Java虚拟机》

Java 与 C++ 之间有一堵由内存动态分配和垃圾收集技术所围成的高墙，墙外面的人想进去，墙里面的人却想出来。

一、程序计数器

程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，是 线程私有 的，它可以看作是 当前线程所执行的字节码的行号指示器。此内存区域是唯一一个在《Java虚拟机规范》中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域

二、Java 虚拟机栈

与程序计数器一样，Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是 线程私有 的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是 Java 方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java 虚拟机都会同步创建一个 栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息 。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

局部变量表

存放了编译期可知的各种 Java 虚拟机基本数据类型、对象引用、returnAddress 类型（指向了一条字节码指令的地址）

异常状况

• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出 StackOverflowError 异常
• 如果 Java 虚拟机栈容量可以动态扩展，当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出 OutOfMemoryError 异常

三、本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，都是 线程私有 ，其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是 为虚拟机使用到的本地（Native） 方法服务

异常状况

• 如果线程请求的栈深度大于本地方法栈所允许的深度，将抛出 StackOverflowError 异常
• 如果本地方法栈容量可以动态扩展，当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出 OutOfMemoryError 异常

四、Java 堆

Java堆是被 所有线程共享 的一块内存区域，在 虚拟机启动时创建 。此内存区域的唯一目的就是 存放对象实例 ，Java 世界里 “几乎” 所有的对象实例都在这里分配内存。

几乎

由于 即时编译技术 的进步，尤其是 逃逸分析技术 的日渐强大，栈上分配 、 标量替换优化手段 已经导致一些微妙的变化悄然发生，所以说 Java 对象实例都分配在堆上也渐渐变得不是那么绝对了

异常状况

如果在 Java 堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再 扩展时，Java 虚拟机将会抛出 OutOfMemoryError 异常

五、方法区

方法区（Method Area）与 Java 堆一样，是各个 线程共享 的内存区域，它用于 存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据

方法区中的内存挥手目标主要是针对常量池的挥手和类型的卸载，但是因为回收条件苛刻、回收效果不佳。

异常状况

如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出 OutOfMemoryError 异常。

六、运行时常量池

运行时常量池（Runtime Constant Pool）是 方法区的一部分

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 常量池表 （Constant Pool Table），用于 存放编译期生成的各种字面量与符号引用 ，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

运行时常量池相对于 Class 文件常量池的另外一个重要特征是具备 动态性 ，Java 语言并不要求常量 一定只有编译期才能产生，也就是说，并非预置入 Class 文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可以将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是 String 类的 intern() 方法。

参考 面试题系列第5篇：JDK的运行时常量池、字符串常量池、静态常量池，还傻傻分不清？ (opens new window)

异常状况

当常量池无法再申请到内存 时会抛出 OutOfMemoryError 异常

七、直接内存

直接内存（Direct Memory） 并不是虚拟机运行时数据区的一部分 ，也不是《Java虚拟机规范》中 定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致 OutOfMemoryError 异常出现，