JVM的运行时数据区

之前的文章有讲过，Java 源代码文件经过编译器编译后会生成字节码文件，并且经过类加载器加载之后会交给执行引擎执行，并在执行过程中，Java会划出一片空间去存储执行期间所用到的数据，这片空间成为运行时数据区。

根据 Java 虚拟机规范的规定，运行时数据区可以分为以下几个部分：

• 程序计数器（Program Counter Register）
• Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）
• 本地方法栈（Native Method Stack）
• 堆（Heap）（共享）
• 方法区（Method Area）（共享）

五部分

堆

堆是所有线程共享的，对象的实例保存在这。几乎所有对象都会在堆中分配。

但随着 JIT编译器的发展和逃逸技术的逐渐成熟，所有的对象都分配到堆上渐渐变得不那么“绝对”了。从 JDK 7 开始，Java 虚拟机已经默认开启逃逸分析了，意味着如果某些方法中的对象引用没有被返回或者未被外面使用（也就是未逃逸出去），那么对象可以直接在栈上分配内存。

方法区

类的信息，包括类的方法代码，变量名，方法名，访问权限，返回值等等。例如，我们调用getName方法 来获取类的名，数据来自于方法区。

方法区是一个逻辑区域，不同JDK有不同的规范。

 

 

 可以看到，不同JDK版本，方法区的内容是不同的。

在JDK1.6时，常量池全都放进方法区之中。

但是在JDK1.7的时候，字符串常量池单独剥离出来，放进了堆中，并且此时方法区被称为永久代。方法区和永久代的关系就像是 Java 中接口和类的关系，类实现了接口，接口还是那个接口，但实现已经完全升级了。

JDK8之后，方法区废除了永久代，取而代之的时元空间的概念。

为什么取消永久代，而用元空间进行替换？

旧版的 Hotspot 虚拟机是没有 JIT 的，而 Oracle 旗下的另外一款虚拟机 JRocket 是有的，那为了将 Java 帝国更好的传下去，Oracle 就想把庶长子 JRocket 的 JIT 技术融合到嫡长子 Hotspot 中。

但 JRockit 虚拟机中并没有永久代的概念，因此新的 HotSpot 索性就不要永久代了，直接占用操作系统的一部分内存好了，并且把这块内存取名叫做元空间。

元空间的大小不再受限于 JVM 启动时设置的最大堆大小，而是直接利用本地内存，也就是操作系统的内存。有效地解决了 OutOfMemoryError 错误。

 值得注意的是，当元空间的数据增长时，JVM 会请求操作系统分配更多的内存。但是如果也会发生内存溢出的问题。

虚拟机栈

虚拟机栈中保存的时虚拟机中的执行的方法的栈帧。每有一个方法被调用，其栈帧就会被压入虚拟机栈中。当方法执行结束，栈帧就会被弹出从虚拟机栈中。

注意：

虚拟机栈是每个线程独有的，不共享。

此外，虚拟机栈是会发生栈溢出的问题的。如果发生将会抛出 StackOverflowError。

本地方法栈

本地方法栈和虚拟机栈类似，只不过虚拟机栈对应的方法是虚拟机中的方法，而本地方法栈 对应的是虚拟机用到的本地Native方法。

程序计数器

程序计数器记录的是下一条指令的地址。他所占的内存比较小。像分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等功能都需要依赖这个计数器来完成。

在线程并发的环境中，如果是单核，那么在同一时间，只能处理一个线程。如果时间片到期，就需要切换线程，这个线程的切换就需要程序计数器。另外，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每个线程都需要有一个独立的程序计数器，并且不能互相干扰，否则就会影响到程序的正常执行次序。

也就是说，我们要求程序计数器是线程私有的。

字符串常量池

 之前在方法区中提到了字符串常量池，和运行时常量池(就是图中JDK1.7之后的常量池)。我们来看一下。它的作用是存放字符串常量，也就是我们在代码中写的字符串。依然在堆中。

运行时常量池

就是字节码文件的资源仓库。在运行时，JVM 会将字节码文件中的常量池加载到内存中，存放在运行时常量池中。 常量池是在字节码文件中，而运行时常量池在元空间当中。