Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁时间。根据《Java虚拟机规范》,Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域。
1.程序计数器
程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间,它可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里,字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器来选取下一条需要执行的字节码指令。
由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的,任意时刻,一个处理器都只会执行一条线程中的指令。因此,为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要一个独立的程序计数器。因此它是线程私有的。
2.Java虚拟机栈
Java栈也是线程私有,生命周期与线程相同。每个方法在执行的同时会创建一个栈帧,用于存储局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等。一个方法从调用到完成,对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。
局部变量表中存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAddress(指向了一条字节码指令地址)。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,当进入一个方法时,这个方法需要的空间是完全确定的。
两种异常:*Error :当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度。
OutOfMemoryError :如果拓展时无法申请到足够的内存。
本地方法栈:与Java虚拟机栈类似,只不过是执行Native方法服务。
3.Java堆
Java堆一般是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块,是线程共享的。此区域存在的唯一目的就是存放实例。Java虚拟机规范中的描述是:所有对象实例和数组都要在堆上分配。
4.方法区
方法区也是线程共享的。用于存储已被虚拟机加载的类的信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但它的一个别名叫 Non-Heap(非堆),目的是于Java堆区分开来。
5.运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中的常量池将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
相比于Class文件常量池,运行时常量池的特征是具有动态性,开发人员用的较多的是String类的intern()方法。