程序计数器(线程私有内存)
What:程序计数器是一块较小的内存空间,可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
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。
Why:线程为了切换后能够恢复正确的执行位置,每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各线程之间计数器互不影响,独立存储,因此“线程私有”的内存。
无异常情况。
Java虚拟机栈(线程私有内存)
WHat:与程序计数器类似,Java虚拟机栈也是线程私有的,它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型。虚拟机栈中存放的是叫栈帧的结构。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虚拟机规范中规定了两类异常情况:
- StackOverflowError:线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的最大深度,将会抛出StackOverflowError异常。
- OutOfMemoryError(OOM):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。(HotSpot虚拟机栈容量不会动态扩展)
本地方法栈(线程私有内存)
本地方法栈和Java虚拟机栈是十分类似的,区别就是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(字节码)服务,而本地方法栈是为虚拟机使用到的本地(Native)方法服务。
异常和Java虚拟机栈一样两种异常:StackOverflowError和OutOfMemoryError
Java堆(线程共享区域)
Java堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块,Java堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例。
生命周期: 在 JVM 启动时创建,并在 JVM 终止时销毁。
Java堆是垃圾收集器管理的内存区域。
OutOfMemoryError(OOM):如果Java堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,Java虚拟机会抛出OOM异常。
方法区(线程共享区域)
方法区和Java堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已经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。
生命周期: 在 JVM 启动时创建,并在 JVM 终止时销毁。
方法区与类的加载和卸载相关。
JDK 8 及之后,方法区被称为 Metaspace,存储在本地内存中,而不是 Java 堆内存中。
OutOfMemoryError(OOM):如果方法区无法满足新的内存分配需求时,将抛出OOM异常。
运行时常量池 (线程共享区域)
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本,字段,方法,接口等描述信息外,还有一项信息是常量池表,用于存放编译器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发哦方法区的运行时常量池中。
之所以将运行时常量池分开一部分,是因为Java虚拟机规范没有对运行时常量池做要求。
由于是方法区的一部分,因此也会有OOM异常。
直接内存(线程共享区域)
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但这部分内存也被频繁地使用,而且也可能导致OOM异常的出现。
jdk1.4中引入了NIO类,引入了一种基于通道与缓冲区的IO方式,他可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Java堆里的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作,显著提高了一些场景的性能。
当直接内存大于物理内存的时候,也会出现OOM异常。