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Jvm运行时数据区有哪些

程序计数器（Program Counter Register）

1. 作用：
   • 可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
   • 在多线程环境下，每个线程都有自己独立的程序计数器，线程私有的，用于记录该线程正在执行的字节码指令地址，以便线程切换后能恢复到正确的执行位置。
   • 用来存储指向下一条指令的地址：即将执行的指令代码
2. 特点：
   • 是一块较小的内存空间。
   • 如果线程正在执行的是一个 Java 方法，程序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 Native 方法，这个计数器值则为空（Undefined）。

Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）

1. 作用：
   • 用于存储方法调用的栈帧（Stack Frame）。
   • 每个方法在执行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、方法返回地址等信息。
     • 局部变量表：存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）
2. 特点：
   • 线程私有，与线程的生命周期相同，每个线程都有自己独立的虚拟机栈。
   • 栈的大小可以固定也可以动态扩展。
     • 栈的深度超出了允许的范围：抛出 StackOverflowError 异常；
     • 栈可以动态扩展但在扩展时无法申请到足够的内存空间：抛出 OutOfMemoryError 异常。

本地方法栈（Native Method Stacks）

1. 作用：
   • 与虚拟机栈类似，但是用于**支持本地方法（Native Method）**的执行。
     • 本地方法：用其他语言（如 C、C++）实现的方法，在 Java 中可以通过native关键字声明。
2. 特点：
   • 线程私有。
   • 其具体实现方式和行为可能因不同的 JVM 实现而有所差异。
   • 如果本地方法栈的深度超出限制 / 在扩展时无法申请到足够内存，也会抛出 StackOverflowError 或 OutOfMemoryError 异常。

Java 堆（Java Heap）

1. 作用：
   • 用于存储对象实例和数组。
   • 几乎所有的对象实例都在堆上分配内存。
   • 堆是垃圾回收的主要区域（GC堆），JVM 会自动管理堆内存，回收不再使用的对象，以避免内存泄漏。
2. 特点：
   • 线程共享，所有线程都可以访问堆中的对象。
   • 堆的大小可以通过参数进行调整。
     • 如果堆内存不足，会抛出 OutOfMemoryError 异常。

方法区（Method Area）

1. 作用：
   • 存储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。
2. 特点：
   • 线程共享
   • 在 Java 8 之前，方法区被称为永久代（Permanent Generation）；
   • 从 Java 8 开始，使用元空间（Metaspace）来替代永久代
     • 元空间使用本地内存，而不是 JVM 堆内存。
     • 方法区无法满足内存分配需求：抛出 OutOfMemoryError 异常。

运行时常量池（Runtime Constant Pool）

• 是方法区的一部分。
• 用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
• 运行时常量池相对于Class文件常量池的一个重要特征是具备动态性，运行期间也可能将新的常量放入池中。