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java虛擬機(jī)高級知識(適合java愛好者參考)

　　Java虛擬機(jī) 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

　　Java在執(zhí)行Java程序的過程中會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)不同的數(shù)據(jù)區(qū)域。這些區(qū)域都有各自的用途、創(chuàng)建和銷毀的時(shí)間，有一些是隨虛擬機(jī)的啟動(dòng)而創(chuàng)建，隨虛擬機(jī)的退出而銷毀，有些則是與線程一一對應(yīng)，隨線程的開始和結(jié)束而創(chuàng)建和銷毀。

　　Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存將會(huì)包括以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域

　　程序計(jì)數(shù)器(Program Counter Register)

　　它是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)先線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的信號指示器。

　　每一條JVM線程都有自己的PC寄存器，各條線程之間互不影響，獨(dú)立存儲(chǔ)，這類內(nèi)存區(qū)域被稱為“線程私有”內(nèi)存

　　在任意時(shí)刻，一條JVM線程只會(huì)執(zhí)行一個(gè)方法的代碼。該方法稱為該線程的當(dāng)前方法(Current Method)

　　如果該方法是java方法，那PC寄存器保存JVM正在執(zhí)行的字節(jié)碼指令的地址

　　如果該方法是native，那PC寄存器的值是undefined。

　　此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。

　　Java虛擬機(jī)棧(Java Virtual Machine Stack)

　　與PC寄存器一樣，Java虛擬機(jī)棧也是線程私有的。每一個(gè)JVM線程都有自己的java虛擬機(jī)棧，這個(gè)棧與線程同時(shí)創(chuàng)建，它的生命周期與線程相同。

　　虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候都會(huì)同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)棧幀(Stack Frame)用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。每一個(gè)方法被調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程就對應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧到出棧的過程。

　　JVM stack 可以被實(shí)現(xiàn)成固定大小，也可以根據(jù)計(jì)算動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。

　　如果采用固定大小的JVM stack設(shè)計(jì)，那么每一條線程的JVM Stack容量應(yīng)該在線程創(chuàng)建時(shí)獨(dú)立地選定。JVM實(shí)現(xiàn)應(yīng)該提供調(diào)節(jié)JVM Stack初始容量的手段;如果采用動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和收縮的JVM Stack方式，應(yīng)該提供調(diào)節(jié)最大、最小容量的手段。

　　如果線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度將拋出StackOverflowError;

　　如果JVM Stack可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，但是在嘗試擴(kuò)展時(shí)無法申請到足夠的內(nèi)存時(shí)拋出OutOfMemoryError。

　　本地方法棧(Native Method Stack)

　　本地方法棧與虛擬機(jī)棧作用相似，后者為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法服務(wù)，而前者為虛擬機(jī)用到的Native方法服務(wù)。

　　虛擬機(jī)規(guī)范對于本地方法棧中方法使用的語言，使用方式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有強(qiáng)制規(guī)定，甚至有的虛擬機(jī)(比如HotSpot)直接把二者合二為一。

　　這玩意兒拋出的異常跟上面的虛擬機(jī)棧一樣。

　　Java堆(Java Heap)

　　虛擬機(jī)管理的內(nèi)存中最大的一塊，同時(shí)也是被所有線程所共享的，它在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，這貨存在的意義就是存放對象實(shí)例，幾乎所有的對象實(shí)例以及數(shù)組都要在這里分配內(nèi)存。這里面的對象被自動(dòng)管理，也就是俗稱的GC(Garbage Collector)所管理。用就是了，有GC扛著呢，不用操心銷毀回收的事兒。

　　Java堆的容量可以是固定大小，也可以隨著需求動(dòng)態(tài)擴(kuò)展(-Xms和-Xmx)，并在不需要過多空間時(shí)自動(dòng)收縮。

　　Java堆所使用的內(nèi)存不需要保證是物理連續(xù)的，只要邏輯上是連續(xù)的即可。

　　JVM實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)提供給程序員調(diào)節(jié)Java 堆初始容量的手段，對于可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和收縮的堆來說，則應(yīng)當(dāng)提供調(diào)節(jié)其最大和最小容量的手段。

　　如果堆中沒有內(nèi)存完成實(shí)例分配并且堆也無法擴(kuò)展，就會(huì)拋OutOfMemoryError。

　　方法區(qū)(Method Area)

　　跟堆一樣是被各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，用于存儲(chǔ)以被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。雖然這個(gè)區(qū)域被虛擬機(jī)規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個(gè)邏輯部分，但是它的別名叫非堆，用來與堆做一下區(qū)別。

　　方法區(qū)在虛擬機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候創(chuàng)建。

　　方法區(qū)的容量可以是固定大小的，也可以隨著程序執(zhí)行的需求動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，并在不需要過多空間時(shí)自動(dòng)收縮。

　　方法區(qū)在實(shí)際內(nèi)存空間中可以是不連續(xù)的。

　　Java虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)提供給程序員或者最終用戶調(diào)節(jié)方法區(qū)初始容量的手段，對于可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和收縮方法區(qū)來說，則應(yīng)當(dāng)提供調(diào)節(jié)其最大、最小容量的手段。

　　當(dāng)方法區(qū)無法滿足內(nèi)存分配需求時(shí)就會(huì)拋OutOfMemoryError。

　　這里有一個(gè)小例子，來說明堆，棧和方法區(qū)之間的關(guān)系的