运行时数据区域¶

1. 程序计数器（Program Counter Register）¶

• 可以看作当前线程所执行的字节码的行号指示器
• 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这个计数器来完成。
• 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条独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，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；如果执行的是一个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虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域

2. Java虚拟机栈（VM Stack）¶

• 线程私有
• 每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中入栈到出栈的过程。
• 局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小
• 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出 StackOverflowError异常；如果虚拟机可以动态扩展，扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出 OutOfMemoryError 异常

3. 本地方法栈（Native Method Stack）¶

• 与Java虚拟机栈的区别：
虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（字节码）服务，本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。

4. Java堆（Heap）¶

• Java堆是所有线程共享的一块内存区域，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，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
• 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”
• 内存回收的角度，现在的收集器采用分代回收算法：新生代和老年代
• 内存分配的角度，线程共享的Java堆中可能分出多个线程私有的分配缓冲区（Thead Local Allocation Buffer， TLAB）
• 无论怎么划分，都与存放内容无关，无论哪个区域，存储的都仍然是对象实例，进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。

5. 方法区（Method Area）¶

• 与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。用于存储以被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆得一个逻辑部分，但是它却又一个别名叫做 Non-Heap（非堆），目的是与Java堆区分开。

6. 运行时常量池（Runtime Constant Pool）¶

• 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，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），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。
• Java虚拟机对Class文件每一部分（包括常量池）的格式都有严格规定，但对于运行时常量池，Java虚拟机规范没有做任何要求，不同的提供商实现的虚拟机可以按照自己的需求来实现这个内存区域。
• 运行时常量池对于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器才能产生，运行期间也可能将新的常量放入池中。

7. 直接内存（Direct Memory）¶

• 不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。
• 本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的现在，会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。