深入理解Java虚拟机（一）
深入理解 Java 虚拟机：JVM 高级特性与最佳实践（第 3 版）
#自动内存管理
#Java内存区域与内存溢出异常
Java 虚拟机运行时数据区
#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。
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，它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
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个独立的程序计数器，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虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是本地(Native)方法，这个计数器值则应为空(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。
#Java 虚拟机栈
Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。
虚拟机栈描述的是 Java 方法执行的线程内存模型:每个方法被执行的时候，Java 虚拟机都会同步创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
| 栈帧 |
|---|
| 局部变量表 |
| 操作数栈 |
| 动态连接 |
| 方法出口 |
局部变量表存放了编译期可知的各种 Java 虚拟机基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(reference 类型，它并不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置)和 returnAddress 类型(指向了一条字节码指令的地址)。
这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽(Slot)来表示，其中 64 位长度的 long 和 double 类型的数据会占用两个变量槽，其余的数据类型只占用一个。
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，这个方法需要在栈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 Java 虚拟机栈容量可以动态扩展[1]，当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。
#本地方法栈
本地方法栈(Native Method Stacks)与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地(Native)方法服务。
本地方法栈会在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 异常。
HotSpot 虚拟机的栈容量是不可以动态扩展的，所以在 HotSpot 虚拟机上是不会由于虚拟机栈无法扩展而导致 OutOfMemoryError 异常——只要线程申请栈空间成功了就不会有 OOM，但是如果申请时就失败，仍然是会出现 OOM 异常的。 ↩︎