Java运行时内存结构

由图所示，Java运行时内存区域分为：虚拟机栈、方法区、本地方法栈、程序计数器和堆。

程序计数器

程序计数器可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，它只了很小的内存。程序的基础功能（循环、跳转、异常处理、线程恢复等）都需要依赖这个计数器来完成。程序计数器是属于线程私有的。

虚拟机栈

虚拟机栈描述的是Java方法之行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链表、方法出口等信息。

每一个方法被调用直至执行完成的过程，就是对应一个栈帧在虚拟机从入栈道出栈的过程。

我们平时所关心的栈，可以说是虚拟机栈中的局部变量表，局部变量表存放了编译期可知的基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用和returnAddress类型。

JVM规范规定了这个区域的两种异常：

• StackOverflowError

  如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时会抛出；

• OutOfMemoryError

  如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出。

本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，虚拟机栈执行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈则是Native方法服务。

本区域会抛出 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError异常。

方法区

方法区存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后
的代码。

有些资料说方法区为“永久代（Permanent Generation）”（其实只有HotSpot虚拟机）。

在垃圾回收方面，这个区域很少出现垃圾回收行为，但是不是说没有垃圾回收。这个区域的垃圾回收主要目标是常量池的回收和对类型的卸载。

JVM规范规定，这个区域会抛出 OutOfMemoryError 异常：当方法区无法满足内存分配需求时抛出。

运行时常量池

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（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，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。

运行时常量池的另一个重要特征是具备动态性，除了Class文件中常量池的内容进入方法区常量池外，运行期间也可能将新的常量放入池中，比如String类的intern()。

这部分会抛出 OutOfMemoryError 异常：当常量池无法再申请到内存时会抛出。

堆

Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动的时候创建。大多数应用中，堆事JVM内存中最大的一块。按照JVM规范，所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着技术的发展，这已经不是绝对的了。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，被称为GC堆，按照分带收集算法（现在基本是），堆分为新生代和老年代。从内存非配的角度，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区。

这里存放的都是对象实例。

堆的大小可通过 -Xmx 和 -Xms 控制。

这里会抛出 OutOfMemoryError：堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时。

总结

简单的归类，Java运行时内存区域中：

属于线程私有的区域是：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈；

属于线程共享的区域是：堆、方法区（包括运行时常量池）。