程序计数器(The pc Register)
pc 就是 program counter
每条线程都有自己的程序计数器
如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机指令的地址;如果正在执行的是Native方法,这个计数器则为空(undefined)
Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks)
Java虚拟机栈时线程私有的,随着线程的创建而创建。
Java虚拟机栈用于存储栈帧: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、方法出口等信息。每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入栈到出栈的过程。
对这个区域规定了两种异常情况:
- 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 - 如果虚拟机栈可以动态扩展,如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出
OutOfMemoryError
异常
可以通过 -Xss
这个虚拟机参数来指定每个线程的 Java 虚拟机栈内存大小:
java -Xss128K
堆(Heap)
堆是被所有线程共享的,存储类实例和数组,在虚拟机启动时创建。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域,因此很多时候也被称做“GC堆”。
对这个区域规定了一种异常情况:
- 如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,将会抛出
OutOfMemoryError
异常
现在收集器基本都采用分代收集算法,所以Java堆可以细分为:新生代和老年代
;再细致一点的就是年轻代分为Eden空间
、From Survivor空间
、To Survivor空间
等。
可以通过 -Xms
和 -Xmx
这两个虚拟机参数来指定一个程序的堆内存大小,第一个参数设置初始值,第二个参数设置最大值。
java -Xms1M -xmx2M
方法区(Method Area)
方法区是各个线程共享的区域,主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分。
对这个区域规定了一种异常情况:
- 当方法区无法满足内存分配需求时,将会抛出
OutOfMemoryError
异常
JDK1.7中,Hotspot虚拟机利用永久代来实现方法区;JDK1.8中,Hotspot虚拟机利用元空间来实现方法区。方法区是一个JVM规范,永久代和元空间都是其一种实现方式。
移除永久代的工作从JDK1.7就开始了,符号引用转移到了native heap,字面量和静态变量转移到了Java Heap,但永久代仍存在于JDK1.7中,并没有完全移除。
元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。
运行时常量池(Run-Time Constant Pool)
运行时常量池是方法区的一部分,用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用
对这个区域规定了一种异常情况:
- 当常量池无法再申请到内存时,将会抛出
OutOfMemoryError
异常
本地方法栈(Native Method Stacks)
本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。
与虚拟机栈一样,本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError
和OutOfMemoryError
异常
直接内存
直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分。
在JDK1.4中新加入了NIO类,它可以使用native函数库直接分配堆外内存,然后通过Java堆里的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,因为避免了在堆内存和堆外内存来回拷贝数据。
参考