Jvm運行時數據區有哪些

程序計數器（Program Counter Register）

1. 作用：
   • 可以看作是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。
   • 在多線程環境下，每個線程都有自己獨立的程序計數器，線程私有的，用于記錄該線程正在執行的字節碼指令地址，以便線程切換后能恢復到正確的執行位置。
   • 用來存儲指向下一條指令的地址：即將執行的指令代碼
2. 特點：
   • 是一塊較小的內存空間。
   • 如果線程正在執行的是一個 Java 方法，程序計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令的地址；
   • 如果正在執行的是 Native 方法，這個計數器值則為空（Undefined）。

Java 虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）

1. 作用：
   • 用于存儲方法調用的棧幀（Stack Frame）。
   • 每個方法在執行時都會創建一個棧幀，用于存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法返回地址等信息。
     • 局部變量表：存放了編譯期可知的各種基本數據類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對象引用（reference類型）和returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址）
2. 特點：
   • 線程私有，與線程的生命周期相同，每個線程都有自己獨立的虛擬機棧。
   • 棧的大小可以固定也可以動態擴展。
     • 棧的深度超出了允許的范圍：拋出 StackOverflowError 異常；
     • 棧可以動態擴展但在擴展時無法申請到足夠的內存空間：拋出 OutOfMemoryError 異常。

本地方法棧（Native Method Stacks）

1. 作用：
   • 與虛擬機棧類似，但是用于**支持本地方法（Native Method）**的執行。
     • 本地方法：用其他語言（如 C、C++）實現的方法，在 Java 中可以通過native關鍵字聲明。
2. 特點：
   • 線程私有。
   • 其具體實現方式和行為可能因不同的 JVM 實現而有所差異。
   • 如果本地方法棧的深度超出限制 / 在擴展時無法申請到足夠內存，也會拋出 StackOverflowError 或 OutOfMemoryError 異常。

Java 堆（Java Heap）

1. 作用：
   • 用于存儲對象實例和數組。
   • 幾乎所有的對象實例都在堆上分配內存。
   • 堆是垃圾回收的主要區域（GC堆），JVM 會自動管理堆內存，回收不再使用的對象，以避免內存泄漏。
2. 特點：
   • 線程共享，所有線程都可以訪問堆中的對象。
   • 堆的大小可以通過參數進行調整。
     • 如果堆內存不足，會拋出 OutOfMemoryError 異常。

方法區（Method Area）

1. 作用：
   • 存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。
2. 特點：
   • 線程共享
   • 在 Java 8 之前，方法區被稱為永久代（Permanent Generation）；
   • 從 Java 8 開始，使用元空間（Metaspace）來替代永久代
     • 元空間使用本地內存，而不是 JVM 堆內存。
     • 方法區無法滿足內存分配需求：拋出 OutOfMemoryError 異常。

運行時常量池（Runtime Constant Pool）

• 是方法區的一部分。
• 用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用，在類加載后進入方法區的運行時常量池中存放。
• 運行時常量池相對于Class文件常量池的一個重要特征是具備動態性，運行期間也可能將新的常量放入池中。