# JVM系列：内存区域

Java虚拟机定义了在程序执行期间使用的各种运行时数据区域。 其中一些数据区域是在Java虚拟机启动时创建的，仅在Java虚拟机退出时销毁，线程共享。其他的数据域是基于每个线程的，这些线程数据域在线程创建时创建，线程销毁时销毁，线程私有。

# 程序计数器

记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址，如果正在执行的是native方法，这个计数器值则为空。

# java虚拟机栈

虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型，虚拟机栈的栈元素是栈帧，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧，用于存放局部变量表，操作数栈，方法出口，动态链接等信息，并且入栈；当这个方法返回时，其栈帧出栈。因此，虚拟机栈中栈帧的入栈顺序就是方法调用顺序。

# 栈帧

栈帧可以理解为一个方法的运行空间，主要有以下几部分组成：

# 局部变量表

局部变量表是一组局部变量值存储空间，用于存放方法参数和方法内部定义的局部变量，其容量用Slot作为最小单位。

# 操作数栈

后入先出栈，由字节码指令往栈中存数据和取数据，栈中的任何一个元素都是可以任意的Java数据类型。和局部变量类似，操作数栈的最大深度也在编译的时候写入到Code属性的max_stacks数据项中。当一个方法刚开始执行的时候，这个方法的操作数栈是空的，在方法的执行过程中，会有各种字节码指令往操作数中写入和提取内容，也就是出栈/入栈操作。操作数栈中元素的数据类型必须与字节码指令的序列严格匹配 2，这由编译器在编译器期间进行验证，同时在类加载过程中的类检验阶段的数据流分析阶段要再次验证。另外我们说Java虚拟机的解释引擎是基于栈的执行引擎，其中的栈指的就是操作数栈。

# 动态链接

在运行时创建的直接引用称为动态链接。即程序在编译成.class文件后会有一系列的引用。这些是静态引用。而在运行时才创建的引用称为动态引用。

# 方法出口

当一个方法开始之后，只有两种方式可以退出这个方法：

• 执行引擎遇到任意一个方法返回的字节码指令，也就是所谓的正常完成出口。
• 在方法执行的过程中遇到了异常，并且这个异常没有在方法内进行处理，也就是只要在本方法的异常表中没有搜索到匹配的异常处理器，就会导致方法退出，这种方式成为异常完成出口。
• 正常完成出口和异常完成出口的区别在于：通过异常完成出口退出的不会给他的上层调用者产生任何的返回值。 无论通过哪种方式退出，在方法退出后都返回到该方法被调用的位置，方法正常退出时，调用者的pc计数器的值作为返回地址，而通过异常退出的，返回地址是要通过异常处理器表来确定，栈帧中一般不会保存这部分信息。本质上，方法的退出就是当前栈帧出栈的过程。

# 本地方法栈

和虚拟机栈类似，为本地方法服务

# 堆

此区域唯一目的就是存放对象实例，几乎所有对象都这里分配内存空间，

# 方法区

用于存储虚拟机已经加载的的类信息，常量，静态变量等数据，也叫永久代，JDK8使用元空间代替，该内存不占用JVM内存。

# 运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

# 直接内存

直接内存，不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，但是这一部分仍然会出现OutOfMemoryError异常。

# 参考资料

• 深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（最新第二版）