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java运行时数据区

Java虚拟机在执行java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域，这些区域都有各自的用途，已经创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。根据《java虚拟机规范(第二版)》的规定，java虚拟机锁管理的内存将会包括以下几个运行时数据区。

1、程序计数器

       程序计数器(Program Counter Register)是一块较小的内存空间，它的作用是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器完成。

由于java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器(对于多核处理器来说是一个内核)只会执行一条线程中的指令，这个正在被线程执行的方法称为该线程当前方法(current method)。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各个线程之间的计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为"线程私有"的内存。

 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字节码指令的地址；如果正在执行的是Native方法，这个计数器值则为空(Undefined)。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有任何OutOfMemeoryError情况的区域。

2、虚拟机栈

       虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks)也是线程私有区域，它的生命周期与线程相同。每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧(Stack Frame，栈帧是方法运行期的基础数据结构，每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈从入栈到出栈的过程)用于存储局部变量表(Local Variables)、操作数栈(Operand Stack)、指向当前方法所属的类的运行时常量池（运行时常量池的概念在方法区部分会谈到）的引用(Reference to runtime constant pool)、动态链接、方法出口等信息。

       局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型(boolean/char/byte/short/int/long/float/double)、对象引用(reference类型)、returnAddress类型(方法返回的地址)。对于基本数据类型的变量，则直接存储它的值，对于引用类型的变量，则存的是指向对象的引用。局部变量表的大小在编译器就可以确定其大小了，因此在程序执行期间局部变量表的大小是不会改变的。

        操作数栈：想必学过数据结构的朋友对表达式求值问题不会陌生，栈最典型的一个应用就是对表达式求值。一个线程执行方法的过程中，实际就是不断执行语句的过程，而归根到底就是进行计算的过程。因此可以这么说，程序中的所有计算过程都是在借助于操作数栈来完成的。

        指向运行时常量池的引用：因此在方法执行的过程中有可能用到类中的常量，所以必须要有一个引用指向运行时常量。

        方法返回地址：当一个方法执行完毕之后，要返回之前调用它的地方，因此在栈帧中必须保存一个方法返回地址。

        Java 虚拟机规范允许 Java 虚拟机栈被实现成固定大小的或者是根据计算动态扩展和收缩的。如果采用固定大小的 Java 虚拟机栈设计，那每一条线程的 Java 虚拟机栈容量应当在线程创建的时候独立地选定。 Java 虚拟机实现应当提供给程序员或者最终用户调节虚拟机栈初始容量的手段，对于可以动态扩展和收缩 Java 虚拟机栈来说，则应当提供调节其最大、最小容量的手段。Java 虚拟机栈可能发生如下异常情况：
     1）如果线程请求分配的栈容量超过 Java 虚拟机栈允许的最大容量时， Java 虚拟机将会抛出一
个 StackOverflowError 异常。
     2）如果 Java 虚拟机栈可以动态扩展，并且扩展的动作已经尝试过，但是目前无法申请到足够的内存去完成扩展，或者在建立新的线程时没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈，那 Java 虚
拟机将会抛出一个 OutOfMemoryError 异常。

根据Java虚拟机规范：除了栈帧的出栈和入栈之外， Java 虚拟机栈不会再受其他因素的影响，所以栈帧可以在堆中分配， Java 虚拟机栈所使用的内存不需要保证是连
续的。请注意避免混淆 Stack、 Heap 和 Java （ VM） Stack、 Java Heap 的概念， Java 虚拟机的实现本身是由其他语言编写的应用程序，在 Java 语言程序的角度上看分配在 Java Stack 中的数据，而在实现虚拟机的程序角度上看则可以是分配在 Heap 之中

3、本地方法栈

          本地方法栈(Native Method Stacks)与虚拟机栈锁发挥的作用是非常相似的，其区别不是虚拟机栈为执行java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的native方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。如hotspot虚拟机直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

4、Java堆

       Java堆(Java Heap)是Java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，几乎所有的对象及数组都在这里分配内存。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称作"GC堆"(Garbage Collectedd Heap)。

5、方法区

      方法区(Method Area)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、及时编译器编译后的代码等数据。

      常量：用final修饰的成员变量，值一旦给定就无法改变。final修饰的变量有三种：静态变量、实例变量、局部变量，分别表示三种类型的常量。

      Class文件中的常量池：在Class文件结构中，最头的4个字节用于存储魔数Magic Number，用于确定一个文件是否能被JVM接受，再接着4个字节用于存储版本号，前2个字节存储次版本号，后2个存储主版本号，再接着是用于存放常量的常量池，由于常量的数量是不固定的，所以常量池的入口放置一个U2类型的数据(constant_pool_count)存储常量池容量计数值。
      常量池主要用于存放两大类常量：字面量(Literal)和符号引用量(Symbolic References)，字面量相当于Java语言层面常量的概念，如文本字符串，声明为final的常量值等，符号引用则属于编译原理方面的概念，包括了如下三种类型的常量：类和接口的全限定名、字段名称和描述符、方法名称和描述符
      方法区中的运行时常量池(jdk已经移入到heap区)：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，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进入方法区的运行时常量池中存放。
运行时常量池相对于CLass文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入CLass文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法，但是也不能过度使用，可以参考fastjson使用

引用：

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3613043.html

JVM 运行时数据区域

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原文地址：http://blog.csdn.net/xuelinmei_happy/article/details/51105732