Java内存区域与内存溢出异常

深入理解Java虚拟机（第三版）笔记

1. 概述

2. 运行时数据区域

2.1 程序计数器

程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存区域，指示当前线程所执行的字节码的行号。

• 解释器在工作时通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令

• 每条线程都有一个独立的程序计数器，各线程之间计数器互不影响，独立存储，这类内存区域称为“线程私有”的内存。

• 线程执行方法时：

  • 执行Java方法时，计数器记录的时正在执行的虚拟机字节码指令的地址
  • 执行本地（Native）方法时，计数器值为空（Undefined）。

• 计数器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。

2.2 Java虚拟机栈

Java虚拟机栈

• 线程私有，生命周期与线程相同

• 虚拟机栈描述了Java方法执行的线程内存模型

  • 每个方法执行时，java虚拟机都会同步创建一个栈帧，存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息
  • 每个方法被调用直至完成，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器可知的：

  • 基本数据类型
  • 对象引用
  • returnAddress类型（指向一条字节码指令的地址）

• 局部变量表所需内存空间在编译期间完成分配，即：当进入一个方法时，这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间时完全确定的。

该内存区域规定了两类异常状况：

• 线程请求的栈深度大于虚拟机允许的深度，抛出StackOverflowError
• 若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

2.3 本地方法栈

与虚拟机栈的作用类似，HotSpot虚拟机将本地方法栈和虚拟机栈合二为一

• 本地方法栈：为虚拟机使用到的本地方法服务
• 虚拟机栈：为虚拟机执行java方法服务

HotSpot虚拟机的栈容量不可以动态扩展，因此不会出现由于虚拟机栈无法扩展导致OutOfMemoryError异常----只要线程申请栈空间成功就不会有OOM，但是如果申请时就失败，仍会常出现OOM异常。

2.4 Java堆