java虚拟机之JVM体系结构

JVM体系结构：

下面重点介绍运行时数据区域模块：

（1）java堆（Heap）

• 被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建
• 用来存储对象实例
• 可以通过-Xmx和-Xms控制堆的大小
• OutOfMemoryError异常：当在堆中没有内存完成实例分配，且堆也无法再扩展时。

　　java堆是垃圾收集器管理的主要区域。java堆还可以细分为：新生代（New/Young）、旧生代/年老代（Old/Tenured）。持久代（Permanent）在方法区，不属于Heap。

新生代：新建的对象都由新生代分配内存。常常又被划分为Eden区和Survivor区。Eden空间不足时会把存活的对象转移到Survivor。新生代的大小可由-Xmn控制，也可用-XX:SurvivorRatio控制Eden和Survivor的比例。

旧生代：存放经过多次垃圾回收仍然存活的对象。

持久代：存放静态文件，如今Java类、方法等。持久代在方法区，对垃圾回收没有显著影响。

（2）方法区

• 线程间共享
• 用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
• OutOfMemoryError异常：当方法区无法满足内存的分配需求时

• 运行时常量池

  • 方法区的一部分
  • 用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，如String类型常量就存放在常量池
  • OutOfMemoryError异常：当常量池无法再申请到内存时

虚拟机必须要为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用常量的一个有序集合。3.3 java虚拟机栈（VM Stack）

（3）java虚拟机栈（VM Stack）

• 线程私有，生命周期与线程相同
• 存储方法的局部变量表(基本类型、对象引用)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
• java方法执行的内存模型，每个方法执行的同时都会创建一个栈帧，每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
• StackOverflowError异常：当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度
• OutOfMemoryError异常：如果栈的扩展时无法申请到足够的内存

　　JVM栈是线程私有的，每个线程创建的同时都会创建JVM栈，JVM栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量、部分的返回结果以及Stack Frame。其他引用类型的对象在JVM栈上仅存放变量名和指向堆上对象实例的首地址。

（4） 本地方法栈（Native Method Stack）

与虚拟机栈相似，主要为虚拟机使用到的Native方法服务，在HotSpot虚拟机中直接把本地方法栈与虚拟机栈二合一

（5） 程序计数器（Program Counter Register）

• 当前线程所执行的字节码的行号指示器
• 当前线程私有
• 不会出现OutOfMemoryError情况

（6）直接内存（Direct Memory）

• 直接内存并不是虚拟机运行的一部分，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使用
• NIO可以使用Native函数库直接分配堆外内存，堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作
• 大小不受Java堆大小的限制，受本机(服务器)内存限制
• OutOfMemoryError异常：系统内存不足时

　　总结：Java对象实例存放在堆中；常量存放在方法区的常量池；虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据放在方法区；以上区域是所有线程共享的。栈是线程私有的，存放该方法的局部变量表(基本类型、对象引用)、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

　　一个Java程序对应一个JVM，一个方法（线程）对应一个Java栈。