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1.总览运行时数据区
- Java虚拟机在运行Java程序过程中管理的内存区域,称之为运行时数据区。
- 运行时数据区可以分为方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。
2.内存溢出
内存溢出：程序在使用某一块内存区域时，存放的数据需要占用的内存大小超过了卢划机能坦供的内存上限
3. 程序计数器
- 程序计数器(Program Counter Register)也叫PC寄存器：
- 每个线程会通过程序计数器记录当前要执行的的字节码指令的地址。
- 每一条字节码指令都会拥有一个内存地址。
- 程序计数器是不会发生内存溢出的，因为每个线程只存储一个固定长度的内存地址。
4.虚拟机栈
- Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)采用栈的数据结构来管理方法调用中的基本数据,先进后出(First in Last Out) ,每一个方法的调用使用一个栈帧(Stack Frame)来保存。
- Java虚拟机栈随着线程的创建而创建，而回收则会在线程的销毁时进行。
- 由于方法可能会在不同线程中执行,每个线程都会包含一个自己的虚拟机栈。
Java虚拟机栈 - 栈帧的组成：
- 1.局部变量表
- 局部变量表的作用是在运行过程中存放所有的局部变量
- 局部变量表保存的内容有:实例方法的this对象,方法的参数,方法体中声明的局部变量。
- 局部变量表中的槽是可以复用的，一旦某个局部变量不再生效，当前槽就可以再次被使用
- 2.操作数栈
- 操作数栈是栈帧中虛拟机在执行指令过程中用来存放临时数据的一块区域
- 3.帧数据：帧数据主要包含动态链接、方法出口、异常表的引用
Java虚拟机栈-帧数据:
- 方法出口指的是方法在正确或者异常结束时,当前栈帧会被弹出，同时程序计数器应该指向上一个栈帧中的下一条指令的地址。
- 在当前栈帧中，需要存储此方法出口的地址。
Java虛拟机栈-栈内存溢出:
- Java虚拟机栈如果栈帧过多,占用内存超过栈内存可以分配的最大大小就会出现内存溢出。
- 要修改Java虚拟机栈的大小,可以使用虚拟机参数（-Xss栈大小 )
5.本地方法栈
- Java虚拟机栈存储了Java方法调用时的栈帧，而本地方法栈存储的是native本地方法的栈帧。
- 在Hotspot虚拟机中，Java虚拟机栈和本地方法栈实现上使用了同一个栈空间。
6.堆
一般Java程序中堆内存是空间最大的一块内存区域。创建出来的对象都存在于堆上。
- used：当前已使用的堆内存
- total：java虚拟机已经分配的可用堆内存
- max：java虚拟机可以分配的最大堆内存
堆区的溢出：
- 堆内存大小是有上限的，并且会发生内存溢出
7.方法区
方法区是存放基础信息的位置，线程共享，主要包含三部分内容：
- 类的元信息：保存了所有类的基本信息
- 运行时常量池：保存了字节码文件中的常量池内容
- 字符串常量池：保存了字符串常量
方法区（Method Area）溢出：
- JDK7将方法区存放在堆区域中的永久代空间,堆的大小由虚拟机参数-XX: MaxPermSize=值来控制。
- JDK8将方法区存放在元空间中,元空间位于操作系统维护的直接内存中,默认情况下只要不超过操作系统承受的上限，可以一直分配。可以使用-XX:MaxMetaspaceSize=值将元空间最大大小进行限制。
8.直接内存
- 直接内存(Direct Memory)并不在《Java虚拟机规范》中存在,所以并不属于Java运行时的内存区域。
- 主要为了解决以下两个问题：
- 1、Java堆中的对象如果不再使用要回收,回收时会影响对象的创建和使用。
- 2、IO操作比如读文件,需要先把文件读入直接内存(缓冲区)再把数据复制到Java堆中。现在直接放入直接内存即可,同时Java堆上维护直接内存的引用,减少了数据复制的开销。写文件也是类似的思路。
- 如果需要手动调整直接内存的大小,可以使用-XX:MaxDirectMemorySize=大小