java的运行时数据区域

本文主要是介绍java的运行时数据区域，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

最近在看《深入理解Java虚拟机》，书中给了几个例子，比较好的说明了几种OOM（OutOfMemory）产生的过程，大部分的程序员在写程序时不会太关注Java运行时数据区域的结构：

1.程序计数器:线程隔离的数据区域,当前线程所执行的字节码的行号指示器.

PC寄存器（ PC register ）：每个线程启动的时候，都会创建一个PC（Program Counter，程序计数器）寄存器。PC寄存器里保存有当前正在执行的JVM指令的地址。 每一个线程都有它自己的PC寄存器，也是该线程启动时创建的。保存下一条将要执行的指令地址的寄存器是 ：PC寄存器。PC寄存器的内容总是指向下一条将被执行指令的地址，这里的地址可以是一个本地指针，也可以是在方法区中相对应于该方法起始指令的偏移量。

2.java虚拟机栈:线程私有的:java方法执行的线程内存模型,每个方法被执行的时候,java虚拟机都同步创建一个栈帧,(Stack Frame)用于存储局部变量表,操作数栈,动态谅解,方法出口等信息.

　　局部变量表:存放byte ,short, int ,long ,float, double , boolean,char 以及 对象引用 和 returnAddress类型.

　　局部变量槽(Slot):long 和 double占两个 其余只占一个槽位

3.本地方法栈:虚拟机使用到的本地方法服务

Java栈的区域很小，只有1M，特点是存取速度很快，所以在stack中存放的都是快速执行的任务，基本数据类型的数据，和对象的引用（reference）。

驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域。但可通过它的“栈指针”获取处理的直接支持。栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。创建程序时，Java编译器必须准确地知道堆栈内保存的所有数据的“长度”以及“存在时间”。这是由于它必须生成相应的代码，以便向上和向下移动指针。这一限制无疑影响了程序的灵活性，所以尽管有些Java数据要保存在栈里——特别是对象句柄，但Java对象并不放到其中。

JVM只会直接对JavaStack（Java栈）执行两种操作：①以帧为单位的压栈或出栈；②通过-Xss来设置， 若不够会抛出StackOverflowError异常。

1.每个线程包含一个栈区，栈中只保存基本数据类型的数据和自定义对象的引用(不是对象)，对象都存放在堆区中
2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。
3.栈分为3个部分：基本数据类型的变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

栈是存放线程调用方法时存储局部变量表，操作，方法出口等与方法执行相关的信息，Java栈所占内存的大小由Xss来调节，方法调用层次太多会撑爆这个区域。

4.java堆:java堆是垃圾收集器管理的内存区域,所有线程共享的java堆中可以划分除多个线程私有的分配缓冲区,以提升对象分配是的效率,细分的目的只为了更好地回收内存,以及更快的分配内存.

类的对象放在heap（堆）中，所有的类对象都是通过new方法创建，创建后，在stack（栈）会创建类对象的引用（内存地址）。

一种常规用途的内存池（也在RAM（随机存取存储器 ）区域），其中保存了Java对象。和栈不同：“内存堆”或“堆”最吸引人的地方在于编译器不必知道要从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用new命令编辑相应的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时间。

JVM将所有对象的实例（即用new创建的对象）（对应于对象的引用（引用就是内存地址））的内存都分配在堆上，堆所占内存的大小由-Xmx指令和-Xms指令来调节，sample如下所示：

public class HeapOOM {
static class OOMObject{　　

　　}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();// List类和ArrayList类都是集合类，
// 但是ArrayList可以理解为顺序表，
// 属于线性表。
　　　　while (true) {
　　　　list.add(new OOMObject());
　　　　}
　　}
}

加上JVM参数 -verbose:gc -Xms10M -Xmx10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，

就能很快报出OOM异常（内存溢出异常）：

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

并且能自动生成Dump。

5.运行时常量池:编译期间生成的各种字面量与符号的引用,

这儿的“静态”是指“位于固定位置”。程序运行期间，静态存储的数据将随时等候调用。可用static关键字指出一个对象的特定元素是静态的。但Java对象本身永远都不会置入静态存储空间。

这个区域属于方法区。该区域存放类和接口的常量，除此之外，它还存放成员变量和成员方法的所有引用。当一个成员变量或者成员方法被引用的时候，JVM就通过运行常量池中的这些引用来查找成员变量和成员方法在内存中的的实际地址。

6.方法区: 

method（方法区）又叫静态区，存放所有的①类（class），②静态变量（static变量），③静态方法，④常量和⑤成员方法。

1.又叫静态区，跟堆一样，被所有的线程共享。

2.方法区中存放的都是在整个程序中永远唯一的元素。这也是方法区被所有的线程共享的原因。

（顺便展开静态变量和常量的区别： 静态变量本质是变量，是整个类所有对象共享的一个变量，其值一旦改变对这个类的所有对象都有影响；常量一旦赋值后不能修改其引用，其中基本数据类型的常量不能修改其值。）

Java里面是没有静态变量这个概念的，不信你自己在某个成员方法里面定义一个static int i = 0；Java里只有静态成员变量。它属于类的属性。至于他放哪里？楼上说的是静态区。我不知道到底有没有这个翻译。但是深入JVM里是翻译为方法区的。虚拟机的体系结构：①Java栈，② 堆，③PC寄存器，④方法区，⑤本地方法栈，⑥运行常量池。而方法区保存的就是一个类的模板，堆是放类的实例（即对象）的。栈是一般来用来函数计算的。随便找本计算机底层的书都知道了。栈里的数据，函数执行完就不会存储了。这就是为什么局部变量每一次都是一样的。就算给他加一后，下次执行函数的时候还是原来的样子。

方法区的大小由-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来调节，类太多有可能撑爆永久代。静态变量或常量也有可能撑爆方法区。 

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