《深入理解Java虚拟机》是一本能让java开发者废寝忘食的书。
最初拿到这本书，自己还是一个完全懵懂、“知其然而不知其所以然”的java菜鸟，现在可能好一点了，这本书也来来回回翻了好几遍，对jvm有了一定的认识。最近要找工作，又重新学习了下，总结一下一些基本的知识点。
本文主要总结一下jvm的运行时数据区域。

总览

平时开发时，我们并不用关心jvm底层的东西，像new对象，我们只管new，jvm的垃圾回收机制会自动帮我们管理好内存。但是，随着程序的体量增大，功能变得复杂，慢慢程序会时常报出内存泄露、内存溢出这类问题，这就需要传说中的jvm调优的技能了，掌握这项技能，首先就要了解jvm的运行时数据区域。

jvm的运行时数据区域：

1. 程序计数器
2. java虚拟机栈
3. 本地方法栈
4. java堆
5. 方法区
6. 直接内存

程序计数器

程序计数器：Program Counter Register,是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
是否线程私有：是
是否会报出异常：否

要点：

1. 字节码解释器工作时，依赖该计数器来获取下一条需要执行的字节码指令，比如程序中的分支、循环、跳转、异常处理等，代码不是顺序执行，需要依赖该计数器来实现。
2. 多线程情况下，每个线程轮流切换cpu的使用权。当某线程再次获得cpu使用权，需要使用该计数器来恢复正确的执行位置。
3. 线程执行的java方法，计数器记录正在执行的虚拟机字节码指令地址；如果是Native本地方法，计数器值为空（Undefined）。

java虚拟机栈

java虚拟机栈：Java Virtual Machine Stacks,描述的是java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用到执行完成的过程，对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程
是否线程私有：是，并且，它的生命周期和当前线程相同
是否会报出异常：是，1.如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，抛出StackOverflowError;2.如果虚拟机栈是动态扩展的，没有固定深度，一直申请开线程，内存耗尽，抛出OutOfMemoryError.

解释局部变量表：
存放编译期可知的各种基本数据类型（byte,short,int,long,char,boolean,float,double）、对象引用（reference类型）和returnAddress类型。
局部变量表的大小，在编译期就确定了，方法运行期间不会改变的。

本地方法栈

本地方法栈：Native Method Stack,执行Native本地方法。
是否线程私有：是
是否会报出异常：是，平时所用的Sun HotSpot 虚拟机把本地方法栈和java虚拟机栈合为一起，所以异常是一样的。

java堆

java堆：java Heap,是java虚拟机所管理的内存中最大的一块，几乎所有对象实例都分配在堆中。
是否线程私有：否，所有线程共享
是否会报出异常：是，当给某对象分配内存，发现内存耗尽，抛出OutOfMemoryError。

要点：

1. “几乎所有对象实例都分配在堆中”中，用到“几乎”，是因为虚拟机后续的一系列优化，也有对象直接放到栈上，比如，逃逸分析技术
2. 堆是垃圾收集器管理的主要区域，称为GC堆。由于垃圾回收使用分代算法，堆又分为：新生代和老年代。其中新生代使用的复制算法，新生代又被分为8:1：1。
3. 配置参数-Xmx（最大堆内存）和-Xms（最小堆内存）。

方法区

方法区：Method Area,存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即使编译器编译后的代码等数据
是否线程私有：否，各个线程共享的内存区域
是否会报出异常：是，内存耗尽，抛出OutOfMemoryError。

要点：

1. 方法区也就是垃圾回收所说的永久代，限定在HotSpot虚拟机
2. JDK1.7的HotSpot中，把原来属于永久代的字符串常量池移除
3. 垃圾回收时，主要是针对常量池的回收和对类型的卸载，一般回收比较少
4. 配置参数XX:PermSize和XX:MaxPermSize

运行时常量池：

1. 方法区的一部分
2. class文件中的常量池，在该class加载后，会存放到运行时常量池
3. 动态性，除了class文件中的常量池内容放进去，运行期间可以将新的常量放入池中
4. 常量池无法申请到内存，则抛出OutOfMemoryError

直接内存

直接内存：Direct Memory,并不是运行时数据区域的一部分，但是该区域被频繁使用。比如NIO
是否线程私有：否
是否会报出异常：是，受限制于机器的总内存，一旦申请不到内存，抛出OutOfMemoryError