这是书中第二章的内容

2.1 概述

对于C、C++程序开发人员来说，既拥有每个对象的所有权，又担负着每一个对象声明开始到终结的维护责任。对于Java程序员，在虚拟机自动内存管理机制的帮助下，不容易出现内存泄漏和移除方面的问题，如果不了解虚拟机是怎么使用内存的，那么排查错误将成为一项异常艰难的工作。

根据《Java虚拟机规范（Java SE 7 版）》 规定的 Java运行时数据区域
Java内存区域与内存溢出异常_常量池

2.2 运行时数据区

2.2.1 程序计数器

程序计数器是一块较小的内存空间，他是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型中字节码解释器的工作就是通过改变这个计数器的值来选取下一条字节码指令，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

由于Java虚拟机的多线程是通过多个线程 的轮流切换并分配处理器执行时间来实现，在任何一个时刻处理器只会执行一条线程中的指令，所以为了线程切换之后能恢复到正确的执行位置，每个线程就必须有一个独立的程序计数器（就是上图的线程隔离）

  • 如果线程正在执行的是一个Java方法：这个计数器记录的是正在执行的字节码指令地址
  • 如果是Native方法：这个计数器值为空

2.2.2 Java虚拟机栈

Java 虚拟机栈是线程私有的，他的生命周期与线程相同。
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。每个方法从调用到完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。

这里说说我自己的理解：在这里我们假设我们的某一个线程，它执行一个方法，我们先创建一个栈帧来记录这个方法的各种信息、局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息并且入栈，如果运行的中途我们调用了另一个方法那么我们需要为这个方法做出相同的操作并且入栈，直至方法结束然后出栈，这样我们就使得我们不使用某个方法或者域的时候将其移除了内存。并且这些信息也让我们分配内存更加方便。我们知道进程是多个线程组成，每个线程完成不同的任务，那么我们的每个线程的Java 虚拟机栈就必须是与线程一对一的，也就是线程隔离（私有）

局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型（8个）、对象引用类型、除了long和double会占用两个局部变量空间（Slot），其余的均占用一个当进入一个方法时，需要分配多大的内存空间是确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

  • 如果线程请求的深度大于虚拟机所允许的深度将抛出 StackVverflowError 异常
  • 如果虚拟机可动态扩展，并且扩展的时候无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常

2.2.3 本地方法栈

本地方法栈与Java虚拟机栈作用相似（线程私有）。Java虚拟机栈为Java方法（也就是字节码）服务。本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式、数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。例如：Sun HotSpot虚拟机直接就把虚拟机栈与本地方法栈合二为一。

  • 抛出的异常同Java虚拟机栈一样。

2.2.4 Java 堆

一般来说Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆（也叫GC堆，垃圾堆哈哈 -。-！！）是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。
Java虚拟机规范对Java堆的描述是：所有的对象及数组都要在堆上分配内存（随着技术的发展这一点也不那么“绝对”了）。

ava堆可以处在物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。当前主流的虚拟机对Java堆都是按照可扩展来实现的，如果在堆中没有内存可供实例完成分配，并且堆也无法在扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。

2.2.5 方法区

方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，用于储存已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。
Java虚拟机规范对堆的描述为：

  • 方法区是堆的一个逻辑部分，有一个别名Non-Heap(非堆)，目的应该是与Java堆区分开来。
  • 方法区和堆一样不需要连续的内存和可扩展外，还可以不实现垃圾收集。

当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

2.2.6 运行时常量池

运行时常量池（Runtime Constant Poll）是方法区的一部分。
Class文件中包含了类的版本、字段、方法、接口等描述信息外还包含常量池（Costant Pool Table）——用来存放在编译期间生成的各种字面量和符号引用。这部分内容将在类加载后再进入方法区的运行时常量池中存放。

Java虚拟机对Class文件的每一部分（包括常量池）的格式都有严格的规定，必须符合规范才能被虚拟机认可、装载和执行。但对于运行时常量池，Java虚拟机规范没有做任何细节要求，不同的虚拟机可以有不同的实现，但一般来说，除了保存Class文件中的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也保存在运行时常量池中。

运行时常量池相对于Class文件常量池来说具有一个重要特征——动态性，并非只有预置入Class文件常量池的内容才能进入运行时常量池，运行期间也可以将新的常量放入运行时常量池中。（这种特性运用比如String类的intern（）方法）

运行时常量池是方法区的一部分，所以受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时将抛出OutOfMemoryError异常。