這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)碛嘘P(guān)如何理解Java虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。
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一、程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）
當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼行號(hào)指示器（邏輯）
通過改變計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令
和線程一對(duì)一的關(guān)系，即“線程私有”
對(duì) Java 方法計(jì)數(shù)，如果是 Native 方法則計(jì)數(shù)器值為 Undefined
只是計(jì)數(shù)，不會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄漏
每個(gè) Java 方法在執(zhí)行的同時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、常量池引用等信息。從方法調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在 Java 虛擬機(jī)棧中入棧和出棧的過程。
可以通過 -Xss 這個(gè)虛擬機(jī)參數(shù)來指定每個(gè)線程的 Java 虛擬機(jī)棧內(nèi)存大小：
java -Xss512M HackTheJava
該區(qū)域可能拋出以下異常：
當(dāng)線程請(qǐng)求的棧深度超過最大值，會(huì)拋出 StackOverflowError 異常；
棧進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展時(shí)如果無法申請(qǐng)到足夠內(nèi)存，會(huì)拋出 OutOfMemoryError 異常。
局部變量表和操作數(shù)棧
局部變量表：包含方法執(zhí)行過程中的所有變量
操作數(shù)棧：入棧、出棧、復(fù)制、交換、產(chǎn)生消費(fèi)變量
重慶分公司
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public class JVMTest {
public static int add(int a ,int b) {
int c = 0;
c = a + b;
return c;
}
}javap -verbose JVMTest
本地方法棧與 Java 虛擬機(jī)棧類似，它們之間的區(qū)別只不過是本地方法棧為本地方法服務(wù)。
本地方法一般是用其它語言（C、C++ 或匯編語言等）編寫的，并且被編譯為基于本機(jī)硬件和操作系統(tǒng)的程序，對(duì)待這些方法需要特別處理。
所有對(duì)象都在這里分配內(nèi)存，是垃圾收集的主要區(qū)域（”GC 堆”）。
現(xiàn)代的垃圾收集器基本都是采用分代收集算法，其主要的思想是針對(duì)不同類型的對(duì)象采取不同的垃圾回收算法?？梢詫⒍逊殖蓛蓧K：
新生代（Young Generation）
老年代（Old Generation）
堆不需要連續(xù)內(nèi)存，并且可以動(dòng)態(tài)增加其內(nèi)存，增加失敗會(huì)拋出 OutOfMemoryError 異常。
可以通過 -Xms 和 -Xmx 這兩個(gè)虛擬機(jī)參數(shù)來指定一個(gè)程序的堆內(nèi)存大小，第一個(gè)參數(shù)設(shè)置初始值，第二個(gè)參數(shù)設(shè)置最大值。
java -Xms1M -Xmx2M HackTheJava
1. Java 內(nèi)存分配策略
靜態(tài)存儲(chǔ)：編譯時(shí)確定每個(gè)數(shù)據(jù)目標(biāo)在運(yùn)行時(shí)的存儲(chǔ)空間需求
棧式存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)區(qū)需求在編譯時(shí)未知，運(yùn)行時(shí)模塊入口前確定
堆式存儲(chǔ)：編譯時(shí)或運(yùn)行時(shí)模塊入口都無法確定，動(dòng)態(tài)分配
2. 問題一：堆和棧的聯(lián)系
引用對(duì)象、數(shù)組時(shí)，棧里定義變量保存堆中目標(biāo)的首地址。
3. 問題二：棧和堆的區(qū)別
①. 物理地址
堆的物理內(nèi)存分配是不連續(xù)的；
棧的物理內(nèi)存分配是連續(xù)的
②. 分配內(nèi)存
堆是不連續(xù)的，分配的內(nèi)存是在運(yùn)行期確定的，大小不固定；
棧是連續(xù)的，分配的內(nèi)存在編譯器就已經(jīng)確定，大小固定
③. 存放內(nèi)容
堆中存放的是對(duì)象和數(shù)組，關(guān)注的是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；
棧中存放局部變量，關(guān)注的是程序方法的執(zhí)行
④. 是否線程私有
堆內(nèi)存中的對(duì)象對(duì)所有線程可見，可被所有線程訪問；
棧內(nèi)存屬于某個(gè)線程私有的
⑤. 異常
棧擴(kuò)展失敗，會(huì)拋出 StackOverflowError；
堆內(nèi)存不足，會(huì)拋出 OutOfMemoryError
用于存放已被加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。
和堆一樣不需要連續(xù)的內(nèi)存，并且可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，動(dòng)態(tài)擴(kuò)展失敗一樣會(huì)拋出 OutOfMemoryError 異常。
對(duì)這塊區(qū)域進(jìn)行垃圾回收的主要目標(biāo)是對(duì)常量池的回收和對(duì)類的卸載，但是一般比較難實(shí)現(xiàn)。
HotSpot 虛擬機(jī)把它當(dāng)成永久代來進(jìn)行垃圾回收。但很難確定永久代的大小，因?yàn)樗艿胶芏嘁蛩赜绊?，并且每?Full GC 之后永久代的大小都會(huì)改變，所以經(jīng)常會(huì)拋出 OutOfMemoryError 異常。為了更容易管理方法區(qū)，從 JDK 1.8 開始，移除永久代，并把方法區(qū)移至元空間，它位于本地內(nèi)存中，而不是虛擬機(jī)內(nèi)存中。
方法區(qū)是一個(gè) JVM 規(guī)范，永久代與元空間都是其一種實(shí)現(xiàn)方式。在 JDK 1.8 之后，原來永久代的數(shù)據(jù)被分到了堆和元空間中。元空間存儲(chǔ)類的元信息，靜態(tài)變量和常量池等放入堆中。
1. 元空間（MetaSpace）與永久代（PermGen）的區(qū)別
元空間使用本地內(nèi)存，而永久代使用 JVM 的內(nèi)存。
2. 元空間（MetaSpace）相比永久代（PermGen）的優(yōu)勢
字符串常量池存在永久代中，容易出現(xiàn)性能問題和內(nèi)存溢出
類和方法的信息大小難以確定，給永久代的大小指定帶來困難
永久代會(huì)為 GC 帶來不必要的復(fù)雜性
運(yùn)行時(shí)常量池是方法區(qū)的一部分。
Class 文件中的常量池（編譯器生成的字面量和符號(hào)引用）會(huì)在類加載后被放入這個(gè)區(qū)域。
除了在編譯期生成的常量，還允許動(dòng)態(tài)生成，例如 String 類的 intern()。
直接內(nèi)存
在 JDK 1.4 中新引入了 NIO 類，它可以使用 Native 函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存，然后通過 Java 堆里的 DirectByteBuffer 對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。這樣能在一些場景中顯著提高性能，因?yàn)楸苊饬嗽诙褍?nèi)存和堆外內(nèi)存來回拷貝數(shù)據(jù)。
上述就是小編為大家分享的如何理解Java虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
