Java内存区域模型
Java虚拟机在执行Java程序的过程中,会把它所管理的内存区域划分为若干个不同的数据区域,这些区域一般被称为运行时数据区(Runtime Data Area),也就是我们常说的JVM内存。
运行时数据区通常包括以下这几个部分:
程序计数器(Program Counter Register)
虚拟机栈(VM Stack)
本地方法栈(Native Method Stack)
堆(Heap)
方法区(Method Area)
1. 程序计数器(Program Counter Register)
程序计数器是一块较小的内存空间,它可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。字节码解释器在工作时,会通过改变这个计数器的值来取下一条语句指令。每条线程都需要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,我们称之为线程私有
2.虚拟机栈(VM Stack)
虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。与程序计数器一样,虚拟机栈也是线程私有的,它的生命周期与线程相同
在Java虚拟机规范中,对这个区域规定了两种异常状况: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;如果虚拟机可以动态扩展,扩展时无法申请到足够的内存,将会抛出OutOfMemoryError异常
代码示例:
private static int stackLength = 1;private static void stackLeak() {stackLength++;stackLeak();}public static void main(String[] args) {try {stackLeak();}catch (Throwable e) {System.out.println("stack length = " + stackLength);throw e;}java学习群:732976516}
执行结果:
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowErrorstack length = 7409at com.liant.TestError.stackLeak(TestError.java:11)at com.liant.TestError.stackLeak(TestError.java:12)at com.liant.TestError.stackLeak(TestError.java:12)java学习群:732976516
3.本地方法栈(Native Method Stack)
本地方法栈的作用与虚拟机栈非常的类似,它们的主要区别是:虚拟机栈是执行Java方法的,而本地方法栈是用来执行native方法的。与虚拟机栈一样,本地方法栈也是线程私有的,并且也会抛出StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常
4.堆(Heap)
Java堆是被所有线程所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和数组,几乎所有的对象实例都在这里分配内存。Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候也称作为"GC"堆。如果在堆中没有内存完成对象实例的分配,并且堆也无法再扩展时,将会抛出OutOfMemoryError异常
代码示例:
public static void main(String[] args) {List list = new ArrayList<>();while(true) {list.add(new Object());}}
执行结果:
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3210)at java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3181)
5.方法区(Method Area)
方法区与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信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码等数据
运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分,用于存储编译期生成的各种字面量、符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放
根据Java虚拟机的规定,当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常