运行时数据区

JVM在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

这些区域有各自的用途，以及创建和销毁的时间，
有的区域随着虚拟机进程的启动而一直存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。

运行时数据区结构图

JVM管理的内存可以分为方法区、堆区、JVM栈、本地方法栈和程序计数器5个运行时数据区。

其中JVM栈、本地方法栈和程序计数器是由所有线程共享的数据区；方法区和堆区是线程隔离的数据区。

程序计数器

程序计数器（Program Counter Register）可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

字节码解释器工作时就是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，它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换、分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一
个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。

为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程
之间计数器互不影响，独立存储，所以程序计数器是“线程私有”的内存。

如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地
址；如果正在执行的是本地方法，这个计数器值则应为空。

JVM栈

虚拟机栈描述的是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
会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。

如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果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异常。

局部变量表

局部变量表存放了编译期可知的各种：

1. Java虚拟机基本数据类型：boolean、byte、char、short、int、float、long、double
2. 对象引用：reference类型，它并不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置。
3. returnAddress类型：指向了一条字节码指令的地址。

局部变量表中的存储空间以局部变量槽来表示，其中long和double型数据占用两个局部变量槽，其他的只占用一个局部变量槽。

局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，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是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小（槽的数量）。

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机
栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务。

本地方法栈是线程私有的。

本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

堆

Java堆（Java Heap）是虚拟机所管理的内存中最大的一块，在虚拟机启动的时候创建，是被所有线程共享的区域。

java堆的目的是存放对象实例，“几乎”所有的对象实例都在堆区分配内存，是垃圾收集器管理的内存区域。

Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的。Java堆既可以被实现成固定大小的，也可以是可扩展的，如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区

方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

方法区不需要连续的内存，且可以选择固定大小或者可扩展大小。这区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，一般来说这个区域的回收效果比较难令人满意，所以垃圾收集行为在方法区出现比较少。

如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

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与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量
一定只有编译期才能产生，也就是说，并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常
量池，运行期间也可以将新的常量放入池中。当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。