JVM内存模型

Java虚拟机所管理的内存包括以下 7个 运行时数据区域：

1. 程序计数器 （Program Counter Register）

> - 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
> - 线程私有的内存
> - 值得注意的是：《Java虚拟机规范》中，唯一一个没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域！！！

2. Java虚拟机栈 （VM Stack）

> - Java方法执行的线程内存模型
> - 为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务
> - 线程私有的内存
> - 其生命周期与线程相同
> - 每个Java方法的执行对应着一个栈帧的进栈和出栈的操作
> - 两类异常：
> - 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JVM栈容量可以动态扩展，当栈扩展时无法申请到足够的内存时，会抛出OutOfMemoryError异常

3. 本地方法栈 （Native Method Stacks）

> - 区别于 “Java虚拟机栈” ：本地方法栈只为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务，为其运行提供内存环境
> - 同 “Java虚拟机栈” 一样，本地方法栈也有两类异常：
> - 栈深度溢出时，将抛出StackOverflowError异常
> - 栈扩展失败时，会抛出OutOfMemoryError异常

4. Java堆 （Java Heap）

> - 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
> - 唯一的目的：存放对象示例。
> - Java中 “几乎” 所有的对象实例都在这里分配内存；
> - 但是，由于现在技术发展，说 “Java对象示例都分配在堆上” 也渐渐变得不是那么绝对了。
> - Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，也称“GC堆”
> - Java堆可以处于物理上不连续的内存空间，但在逻辑上它应该是被视为连续的。
> - 如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且Java堆也无法再扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常

5. 方法区（Method Area）

> - 和 “Java堆” 一样，是被所有线程共享的一块区域。
> - 在《Java虚拟机规范》中，把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫作 “非堆” ，目的是与Java堆区分开来。
> - 如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常

6. 运行时常量池 （Running Constant Pool）

> - 运行时常量池是方法区的一部分
> - 常量池表：用于存放编译期生成的各种字面量与字符引用。
> - 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Class文件常量池的一个重要特征是具备动态性。
> - 当常量池无法再申请到内存时，会抛出OutOfMemoryError异常

7. 直接内存 （Direct Memory）

> - 既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。
> - 但是这部分内存区域也被频繁地使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现
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> > 1. 在JDK 1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，它可以使用Native函数库 直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。
> > 2. 在本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，则肯定还是会受到本机总内存（包括RAM及SWAP区或者分页文件）的大小及处理器寻址空间的限制。服务器管理员配置虚拟机参数时，一般会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但经常会忽略掉直接内存，使得各个内存区域的总和大于物理内存限制（包括物理上的和操作系统级的限制），从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。