JVM 运行时数据区

Java虚拟机定义了在程序执行期间使用的各种运行时数据区域。其中一些数据区域是在Java虚拟机启动时创建的，只有当Java虚拟机退出时才会销毁。其他数据区域是每个线程的。每个线程的数据区域在创建线程时创建，在线程退出时销毁。

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• 程序计数器（Program Counter Register）

每个线程都有自己的程序计数器，并且任何时间一个线程都只有一个方法在执行。程序计数器会存储当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址；如果是在执行本地方法，则是未指定值（undefned）。

• Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）

每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈，存储栈帧（Stack Frame），一个方法调用会生成一个栈帧。JVM对虚拟机栈的直接操作只有压栈和出栈。每个栈帧中存储着局部变量表、操作数（operand）栈、动态链接、方法正常退出或者异常退出的定义等。java虚拟机栈可以追踪程序执行和记录stack trace。可以通过Xss参数设置线程栈大小。

如果堆栈大小超过设置最大值会引起StackOverflowError。

如果Java虚拟机堆栈可以动态扩展，并且尝试进行扩展，但没有足够的内存来进行扩展，或者没有足够的存储器来创建新线程的初始Java虚拟机栈，则Java虚拟机会抛出OutOfMemoryError

• 堆（Heap）

堆是线程共享区域，用来存储Java对象实例，虚拟机启动时创建。几乎所有创建的Java对象实例都是被直接分配在堆上。堆中存储的对象实例通过垃圾收集器（garbage collector）自动回收，不会自动释放。堆内存不需要连续。堆可以是固定大小的，或者可以根据计算的需要进行扩展。可以通过-Xms设置初始堆大小，-Xmx设置最大堆大小。如果程序执行需要的堆比所能提供的堆多，Java虚拟机会抛出OutOfMemoryError。

• 方法区（Method Area）

方法区也是所有线程共享的内存区域，用于存储所谓的元（Meta）数据，它存储每个类的结构，如运行时常量池、字段和方法数据，以及方法和构造函数的代码，包括类和实例初始化以及接口初始化中使用的特殊方法。java8之前将方法区称为永久代（Permanent Generation）通过**-XX:PermSize**、-XX:MaxPermSize:分别设置永久代初始与最大值。JDK 8中将永久代移除，同时增加了元数据区（Metaspace），使用**-XX:MetaspaceSize**、-XX:MaxMetaspaceSize设置元空间初始值及最大值。如果方法区可使用内存不足也会抛出OutOfMemoryError。

• 运行时常量池（Run-Time Constant Pool）

运行时常量池是方法区的一部分。运行时常量池是类文件中constant_pool表的每个类或每个接口的运行时表示。它包含多种常量，从编译时已知的数字文字到必须在运行时解析的方法和字段引用。运行时常量池的功能类似于传统编程语言的符号表。常量池可使用内存不足也会抛出OutOfMemoryError

• 本地方法栈（Native Method Stack）

本地方法栈是每个线程独有的，支持对本地方法（native method）的调用。本地方法不是java语言编写，不会编译成字节码，因此需要不同的内存区域。本地方法栈和jvm方法栈很相似。本地方法栈的目的是为了追踪本地方法调用。

参考：

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-2.html#jvms-2.5