Java記憶體區域與記憶體溢出

• 程式計數器

  程式計數器是一塊較小的記憶體，它是線程私有的，可以看作是當前線程執行位元組碼的計數器。在虛擬機的概念模型中，位元組碼解釋器就是通過這個計數器來找到下一個將要執行的指令。java中分支語句，迴圈，異常處理以及線程恢復都是通過程式計數器來實現的。

  由於JVM在執行線程的時候是通過CPU輪流執行各個線程的，CPU每次只能執行一個線程的某個指令。這就要求每次在切換線程的時候要能恢復到正確的指令執行位置。因此線程的程式計數器必須是線程私有的。各個線程之間互不影響，獨立存儲。

  如果該線程正在執行的是一個java方法，則該程式計數器的值就是該方法編譯後的正在執行的當前的虛擬位元組碼的指令位置。如果當前線程執行的是一個native方法，則計數器值為空Undefined。該區域是虛擬機規範中未規定OutOfMemoryError情況的區域。

• 虛擬機棧

  該區域也是線程私有的，並且其生命周期與對應線程生命周期一致。虛擬機棧描述的就是java方法執行的記憶體模型：每個方法在執行的時候都會在虛擬機棧上建立一個棧幀用來保存局部變數表，操作棧，動態鏈接，方法出口等信息。每一個方法被調用就對應著一個棧幀在虛擬機棧中從入棧道出棧的過程。

  我們看到經常有人把記憶體分為堆記憶體和棧記憶體。此處的棧記憶體就是指虛擬機棧上的局部變數表。局部變數表中存放了編譯期可知的各種基本的數據類型，int，float，boolean……以及對象的引用。其中64位長的long和double類型的數會占用兩個局部變數存儲空間（slot）。其餘的均是占用一個。局部變數表所需要的記憶體空間是編譯期間完全確定的。運行期間不會改變大小。在java虛擬機規範中規定里對這個記憶體區的兩種異常情況：如果線程請求的棧深度大於虛擬機允許的最大深度將拋出StackOverflowError.如果虛擬機棧可以動態擴展的話，在擴展的時候無法申請到在足夠的記憶體，則會拋出OutOfMemoryError。

• 本地方法棧

  同上述兩個區域一樣，該區域也是線程私有區域。它與虛擬機棧發揮的左右是類似的，不同的是虛擬機棧是為java方法服務的，而本地方法棧則是為java調用的本地方法服務的。本地方法棧區也會拋出同虛擬機棧相同的兩個異常。

• java堆

  java堆記憶體是在虛擬機啟動的時候創建，所有的對象實例都保存在這個區域，包括數組。因此堆記憶體也是垃圾收集器的主要工作區域。如果從記憶體回收的角度來看，現在收集器基本上採用的都是分代收集的策略，所以java堆中還可以細分為新生代和老年代。再細緻一點的話可以分為：Eden空間，FromSurvior空間，ToSurvior空間等。

• 方法區

存儲已經被虛擬機載入進來的類信息，常量，靜態變數，編譯後的代碼，也是線程共用的。也有人稱這個區域為永久代。java虛擬機規範對這一塊區域的規定比較寬鬆，因此該區域上可以實現垃圾收集機制，也可以不實現。該區域的垃圾收集機制主要是針對常量池的回收以及對類型的卸載。該區域不需要連續的記憶體，並且是可擴展的，當方法區無法滿足記憶體分配需求時候，也會拋出OutOfMemoryError。

運行時常量

運行時常量池是方法區的一個部分，Class文件中除了有類的版本，欄位，方法，介面描述等信息之外，還有一項信息是常量池（Constant Pool Table），用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類載入之後放入方法區的常量池區域。

　　對象訪問

Object obj = new Object();

假設上面這行代碼出現在一個方法中，那麼聲明部分“Object obj”這部分語義將會反應到虛擬機棧的局部變數表中，作為一個reference類型的數據出現。而“new Object()”這部分的語義就會反應到堆記憶體中，形成一塊存儲了Object類型所有實例數據（對象中各個實例欄位的數據）的結構化記憶體，這塊記憶體的長度是不變的；另外對中還必須包含能查找到該對象數據類型的數據（如對象類型，父類，實現的介面，方法等）的地址信息，這些類型數據則存儲在方法區域。綜上所述，堆記憶體要存儲兩部分數據：（1）對象的實例數據（2）對象類型的數據的地址信息

由於reference類型在java虛擬機規範中沒有規定這種引用該通過哪種方式去定位，因此不通的虛擬機實現的對象訪問方式不一樣，主要有以下兩種方式：使用句柄和直接使用指針。

• 如果是通過句柄的方式訪問對象，則在java堆中就需要劃分出一塊記憶體作為句柄池，reference中存儲的就是對象的句柄地址，而句柄中則包含了對象的實例數據地址信息和類型數據的地址信息。

• • • 如果通過指針的方式訪問對象，reference中則直接存儲對象的地址信息