JVM内存区域

JVM内存区域

JVM在执行Java程序的过程中，会将JVM管理的内存划分为若干不同的数据区域，这些区域被称为运行时数据区。

运行时数据区

运行时数据区就是JVM在运行Java程序时管理的内存区域：

分类标准	数据区域
线程共享	方法区
线程共享	堆
线程独享	程序计数器
线程独享	虚拟机栈
线程独享	本地方法栈

 

程序计数器

程序计数器可以看作是线程执行的字节码的行号指示器，存储当前线程正在执行的字节码指令地址。

程序计数器的特点：

• 占用内存空间小：JVM规范唯一规定了不会发生OutOfMemoryError的内存区域；
• 线程私有：每个线程都需要有一个独立的程序计数器，各个线程之间的程序计数器互不影响，独立存储；
• 存储内容：字节码指令的地址；

程序计数器的作用：

• 指令定位：确定下一条需要执行的字节码指令位置；
• 执行控制：字节码解释器通过改变程序计数器的值来控制程序流程；
• 线程恢复：线程切换后恢复到正确的执行位置；

虚拟机栈

虚拟机栈是支撑Java方法执行的内存区域，用于管理方法的调用和执行。每个方法在执行时都会创建一个栈帧，方法从调用到执行完成，就对应着栈帧在虚拟机栈中的入栈和出栈过程。

栈帧是方法执行的基本单元，用于存储方法中的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

虚拟机栈的特点：

• 线程私有：每个线程有自己的虚拟机栈，互不影响；
• 后进先出：栈帧的入栈和出栈遵循后进先出方式；
• 存储内容：栈帧；

虚拟机栈的作用：

• 管理Java方法的执行：栈帧的入栈、出栈和销毁；

 Native方法是 Java 中通过JNI调用的非Java 实现的方法，通常由 C、C++ 或汇编语言编写，用于实现 Java 无法直接操作的系统级功能或高性能计算。

本地方法栈

本地方法栈是支撑Native方法执行的内存区域，专门支持JNI调用非Java语言编写的本地代码

本地方法栈的特点： 

• 线程私有：每个线程有自己的本地方法栈，互不影响；
• 后进先出：Native方法调用时入栈，返回时出栈；
• 存储内容：本地方法的局部变量、方法调用信息、操作数栈、JNI环境信息和返回地址；

本地方法栈的作用：

• 管理Native方法的执行：Native方法的入栈、出栈；

 

堆

堆是JVM管理的最大且最核心的内存区域，用于存储所有对象实例和数组，是进行垃圾收集的主要区域。

现代JVM采用分代收集算法，将堆划分成不同的区域（Java8+堆内存划分：新生代、老年代、元空间）。

堆的特点：

• 线程共享：所有线程使用同一个堆；
• 无物理不连续：逻辑上是连续的空间，物理上可以有不同的内存快组成；

堆的作用：

• 存储所有对象实例和数组；
• 自动内存管理（垃圾回收）；
• 支持多线程共享数据；

方法区

方法区是 JVM 规范定义的逻辑内存区域，用于存储**类信息、常量、静态变量等数据**。

方法区的特点：

• 线程共享：JVM规范描述方法区为堆的一个逻辑部分，与堆一样可以被线程共享；
• 存储内容：类元信息、运行时常量池、静态变量、方法字节码、JIT编译代码；

方法区的作用：

• 支持类加载；
• 方法调用的元数据支持；
• 反射机制的基础；