运行时数据区(JVM内存结构)

内存是非常重要的资源,是硬盘和CPU的中间桥梁,承载操作系统和应用程序的实时运行.JVM内存布局规定java在运行过程中内存申请、分配、管理的策略，保证JVM高效稳定运行。不同的JVM对于内存划分和管理机制存在部分差异(如J9和JRocket没有方法区,而Hotspot存在) 。

运行时数据区包括堆、方法区、PC寄存器(即程序计数器)、虚拟机栈、本地方法栈。

其中黄色的为多个线程共享,绿色的为单独线程私有的，即：

PC寄存器(程序计数器)

JVM中程序计数寄存器用来存储下一条将要执行指令的地址(当前线程所执行的字节码的行号指示器)，执行引擎从PC寄存器获取到指令地址后进行执行对应的指令。

PC寄存器特点：

为什么要用PC寄存器记录当前线程的执行地址？使用它存储字节码指令地址有什么用？

因为CPU需要不停的切换各个线程，此时切换回来后，就得知道接着从哪里开始继续执行。

JVM的字节码解释器需要通过PC寄存器的值来明确下一条应该执行什么样的字节码指令。

PC寄存器为什么被设定为线程私有的？

程序通常运行在多线程环境下，CPU会不停的做任务切换,会导致程序经常中断和恢复，为了保证程序运行结果分毫不差,所以每个线程都有独立的PC寄存器,分别独立的记录各个线程正在执行的当前字节码指令地址,这样各个线程之间便可以独立计算,从而不会出现相互干扰，保证程序运行结果正确。

由于跨平台设计，Java的指令都是根据栈来设计的,不同平台的CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。

栈是程序运行时基本单位(即解决程序如何运行、处理数据),堆是存储单位(即数据如何存储,存储在哪里)。

虚拟机栈特点：

一个虚拟机栈内部保存多个栈帧,栈帧是虚拟机栈的基本组成单位,且每个栈帧对应java程序中的一个方法。栈帧是一个内存区块,即：

注意：有的资料中也将动态链接、方法返回地址、其他附加信息统一称为栈数据区

它被定义为一个数字数组,主要用于存储方法参数和定义在方法体内的局部变量。这些数据类型包括基本数据类型，对象引用以及方法返回地址类型
局部变量表所需的容量大小是在编译期确定下来的,并保存在方法的code属性的maximum local varaiables数据项中,在方法运行期间是不会改变局部变量表大小
属于线程私有数据，不存在数据安全问题
局部变量表中的变量只在当前方法调用中有效,方法调用结束后，随着方法栈帧销毁，局部变量表也随之销毁
局部变量表的存储基本单元被称为Slot(变量槽),32位的数据类型只占用一个slot，64位的类型占用两个slot
若当前帧由构造方法或者实例方法创建，那么该对象引用this将会存放在index为0的slot中
局部变量表中的slot是可以重用的,从而节省资源
局部变量必须显示赋值,否则编译不通过,而成员变量存在默认赋值,可不用显示赋值
局部变量表中的变量也是重要的垃圾回收根节点,主要被局部变量表直接或间接引用的对象都不会被回收