參考《java虛擬機(jī)規(guī)范 java se7》見附件

Java 虛擬機(jī)定義了若干種程序運(yùn)行期間會(huì)使用到的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，其中有一些會(huì)隨著虛擬機(jī)
啟動(dòng)而創(chuàng)建，隨著虛擬機(jī)退出而銷毀。另外一些則是與線程一一對應(yīng)的，這些與線程對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)
域會(huì)隨著線程開始和結(jié)束而創(chuàng)建和銷毀。

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寄存器
? ? ? ?Java 虛擬機(jī)可以支持多條線程同時(shí)執(zhí)行（可參考《 Java 語言規(guī)范》第 17 章），每一條 Java
虛擬機(jī) 線程都有自己 的 PC（ Program Counter）寄存器。在任意時(shí)刻，一條 Java 虛擬機(jī)線程
只會(huì)執(zhí)行一個(gè)方法的代碼，這個(gè)正在被線程執(zhí)行的方法稱為該線程的當(dāng)前方法（ Current
Method， §2.6）。如果這個(gè)方法不是 native 的，那 PC 寄存器就保存 Java 虛擬機(jī)正在執(zhí)行的
字節(jié)碼指令的地址，如果該方法是 native 的，那 PC 寄存器的值是 undefined。 PC 寄存器的容
量至少應(yīng)當(dāng)能保存一個(gè) returnAddress 類型的數(shù)據(jù)或者一個(gè)與平臺相關(guān)的本地指針的值。

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Java 虛擬機(jī)棧

? ? ? ?每一條 Java 虛擬機(jī) 線程 都有自己 私有 的 Java 虛擬機(jī)棧（ Java Virtual Machine Stack）①，這個(gè)棧與線程同時(shí)創(chuàng)建，用于存儲棧幀（Frames）。 Java 虛擬機(jī)棧的作用與傳統(tǒng)語言（例如 C 語言）中的棧非常類似，就是用于存儲 局部變量 與一些 過程結(jié)果 的地方。另外，它在方法調(diào)用和返回中也扮演了很重要的角色。因?yàn)槌藯某鰲：腿霔Ｖ猓?Java 虛擬機(jī)棧不會(huì)再受其他因素的影響，所以棧幀可以在堆中分配②， Java 虛擬機(jī)棧所使用的內(nèi)存不需要保證是連續(xù)的。

? ? ? ? Java 虛擬機(jī)規(guī)范允許 Java 虛擬機(jī)棧被實(shí)現(xiàn)成固定大小的或者是根據(jù)計(jì)算動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和收縮的。如果采用固定大小的 Java 虛擬機(jī)棧設(shè)計(jì)，那每一條線程的 Java 虛擬機(jī)棧容量應(yīng)當(dāng)在線程創(chuàng)建的時(shí)候獨(dú)立地選定。 Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)提供給程序員或者最終用戶調(diào)節(jié)虛擬機(jī)棧初始容量的手段，對于可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和收縮 Java 虛擬機(jī)棧來說，則應(yīng)當(dāng)提供調(diào)節(jié)其最大、最小容量的手段。
Java 虛擬機(jī)棧可能發(fā)生如下異常情況：
*? 如果線程請求分配的棧容量超過 Java 虛擬機(jī)棧允許的最大容量時(shí)， Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一
個(gè) StackOverflowError 異常。
* 如果 Java 虛擬機(jī)棧可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，并且擴(kuò)展的動(dòng)作已經(jīng)嘗試過，但是目前無法申請到足夠的內(nèi)存去完成擴(kuò)展，或者在建立新的線程時(shí)沒有足夠的內(nèi)存去創(chuàng)建對應(yīng)的虛擬機(jī)棧，那 Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè) OutOfMemoryError 異常。
①?在?Java?虛擬機(jī)規(guī)范第一版之中，?Java?虛擬機(jī)棧也被稱為“?Java?棧”。
②?譯者注：請讀者注意避免混淆?Stack、?Heap?和?Java?（?VM）?Stack、?Java Heap?的概念，?Java?虛擬機(jī) 的實(shí)現(xiàn)本身是由其他語言編寫的應(yīng)用程序，在?Java?語言程序的角度上看分配在?Java Stack?中的數(shù)據(jù)，而在實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的程序角度上看則可以是分配在?Heap?之中。

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Java 堆
在 Java 虛擬機(jī)中，堆（ Heap）是可供各條線程共享的運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域，也是供所有類實(shí)例和數(shù)組對象分配內(nèi)存的區(qū)域。Java 堆在虛擬機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候就被創(chuàng)建，它存儲了被自動(dòng)內(nèi)存管理系統(tǒng)（ Automatic Storage
Management System，也即是常說的“ Garbage Collector（垃圾收集器）”）所管理的各種對象，這些受管理的對象無需，也無法顯式地被銷毀。本規(guī)范中所描述的 Java 虛擬機(jī)并未假設(shè)采用什么具體的技術(shù)去實(shí)現(xiàn)自動(dòng)內(nèi)存管理系統(tǒng)。虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)者可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要來選擇自動(dòng)內(nèi)存管理技術(shù)。 Java 堆的容量可以是固定大小的，也可以隨著程序執(zhí)行的需求動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，并在不需要過多空間時(shí)自動(dòng)收縮。 Java 堆所使用的內(nèi)存不需要保證是連續(xù)的。
Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)提供給程序員或者最終用戶調(diào)節(jié) Java 堆初始容量的手段，對于可以動(dòng)
態(tài)擴(kuò)展和收縮 Java 堆來說，則應(yīng)當(dāng)提供調(diào)節(jié)其最大、最小容量的手段。
Java 堆可能發(fā)生如下異常情況：
? 如果實(shí)際所需的堆超過了自動(dòng)內(nèi)存管理系統(tǒng)能提供的最大容量，那 Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè)
OutOfMemoryError 異常。

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方法區(qū)
在 Java 虛擬機(jī)中，方法區(qū)（ Method Area ） 是可供各條線程共享的運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域。方法
區(qū)與傳統(tǒng)語言中的編譯代碼儲存區(qū)（ Storage Area Of Compiled Code ）或者操作系統(tǒng)進(jìn)程
的正文段（ Text Segment ）的作用非常類似，它存儲了每一個(gè)類的結(jié)構(gòu)信息，例如運(yùn)行時(shí)常量
池（ Runtime Constant Pool ）、字段和方法數(shù)據(jù)、構(gòu)造函數(shù)和普通方法的字節(jié)碼內(nèi)容、還包
括一些在類、實(shí)例、接口初始化時(shí)用到的特殊方法（ § 2.9 ）。
方法區(qū)在虛擬機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候被創(chuàng)建，雖然方法區(qū)是堆的邏輯組成部分，但是簡單的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)
可以選擇在這個(gè)區(qū)域不實(shí)現(xiàn)垃圾收集。這個(gè)版本的 Java 虛擬機(jī)規(guī)范也不限定實(shí)現(xiàn)方法區(qū)的內(nèi)存位
置和編譯代碼的管理策略。方法區(qū)的容量可以是固定大小的，也可以隨著程序執(zhí)行的需求動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，
并在不需要過多空間時(shí)自動(dòng)收縮。 方法區(qū)在實(shí)際內(nèi)存空間中可以是不連續(xù)的。
Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)提供給程序員或者最終用戶調(diào)節(jié)方法區(qū)初始容量的手段，對于可以動(dòng)態(tài)
擴(kuò)展和收縮方法區(qū)來說，則應(yīng)當(dāng)提供調(diào)節(jié)其最大、最小容量的手段。
方法區(qū)可能發(fā)生如下異常情況：
? 如果方法區(qū)的內(nèi)存空間不能滿足內(nèi)存分配請求，那 Java 虛擬機(jī)將拋出一個(gè)
OutOfMemoryError 異常。

運(yùn)行時(shí)常量池
運(yùn)行時(shí)常量池（ Runtime Constant Pool ）是每一個(gè)類或接口的常量池（ Constant_Pool ）的運(yùn)行時(shí)表示形式，它包括了若干種不同的常量：從編譯期可知的數(shù)值字面量到必須運(yùn)行
期解析后才能獲得的方法或字段引用。運(yùn)行時(shí)常量池扮演了類似傳統(tǒng)語言中符號表（ Symbol
Table ）的角色，不過它存儲數(shù)據(jù)范圍比通常意義上的符號表要更為廣泛。
每一個(gè)運(yùn)行時(shí)常量池都分配在 Java 虛擬機(jī)的 方法區(qū) 之中 ，在類和接口被加載到
虛擬機(jī)后，對應(yīng)的運(yùn)行時(shí)常量池就被創(chuàng)建出來。
在創(chuàng)建類和接口的運(yùn)行時(shí)常量池時(shí)，可能會(huì)發(fā)生如下異常情況：
* 當(dāng)創(chuàng)建類或接口的時(shí)候，如果構(gòu)造運(yùn)行時(shí)常量池所需要的內(nèi)存空間超過了方法區(qū)所能提供的最
大值，那 Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè) OutOfMemoryError 異常。

本地方法棧
? ? ? ?Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)可能會(huì)使用到傳統(tǒng)的棧（通常稱之為“ C Stacks ”）來支持 native 方法
（ 指使用 Java 以外的其他語言編寫的方法）的執(zhí)行，這個(gè)棧就是本地方法棧（ Native Method
Stack ）。當(dāng) Java 虛擬機(jī)使用其他語言（例如 C 語言）來實(shí)現(xiàn)指令集解釋器時(shí)，也會(huì)使用到本地
方法棧。如果 Java 虛擬機(jī)不支持 natvie 方法，并且自己也不依賴傳統(tǒng)棧的話，可以無需支持本
地方法棧，如果支持本地方法棧，那這個(gè)棧一般會(huì)在線程創(chuàng)建的時(shí)候按線程分配。
? ? ? ?Java 虛擬機(jī)規(guī)范允許本地方法棧被實(shí)現(xiàn)成固定大小的或者是根據(jù)計(jì)算動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和收縮的。如
果采用固定大小的本地方法棧，那每一條線程的本地方法棧容量應(yīng)當(dāng)在棧創(chuàng)建的時(shí)候獨(dú)立地選定。
一般情況下， Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)提供給程序員或者最終用戶調(diào)節(jié)虛擬機(jī)棧初始容量的手段，對
于長度可動(dòng)態(tài)變化的本地方法棧來說，則應(yīng)當(dāng)提供調(diào)節(jié)其最大、最小容量的手段。
本地方法棧可能發(fā)生如下異常情況：
? 如果線程請求分配的棧容量超過本地方法棧允許的最大容量時(shí)， Java 虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè)
StackOverflowError 異常。
? 如果本地方法棧可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，并且擴(kuò)展的動(dòng)作已經(jīng)嘗試過，但是目前無法申請到足夠的內(nèi)存
去完成擴(kuò)展，或者在建立新的線程時(shí)沒有足夠的內(nèi)存去創(chuàng)建對應(yīng)的本地方法棧，那 Java 虛擬
機(jī)將會(huì)拋出一個(gè) OutOfMemoryError 異常。

? 棧幀

? 棧幀（ Frame ）是用來存儲數(shù)據(jù)和部分過程結(jié)果的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也被用來處理動(dòng)態(tài)鏈接