本系列主要記錄筆者在學習 [深入理解Java虛擬機] 一書時的理解
我們都知道在Java中，我們并不需要過多的在意內存的管理，這一切都交給了虛擬機自動管理，我們并不需要操心何時需要去釋放一個對象的內存。
當然，如果出現了內存溢出或泄漏，我們就必須去了解一下Java虛擬機的內存管理機制以便于我們解決問題
[筆者仍為Android初學者。如有解釋錯誤的地方，歡迎評論區指正探討]
本篇為該系列第一篇，主要講解JAVA的內存結構
心酸，被考試耽誤了一段時間，好久沒有寫東西了
運行時數據區域
概述
在了解虛擬機內存管理機制之前，我們應該先了解虛擬機的內存如何分配，也就是其內存結構。
Java虛擬機在執行Java程序的過程中會把它所管理的內存劃分為若干個不同的數據區域。這些區域都有各自的用途，以及創建和銷毀的時間。
先看一下圖：
方法區
正如圖中標記的一樣，方法區是所有線程共享的一塊內存區域，他主要用于存儲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。
Java虛擬機規范對方法區的限制非常寬松，甚至還可以選擇不實現垃圾收集，相對而言，垃圾收集行為在這個區域是比較少出現的。
根據Java虛擬機規范的規定，當方法區無法滿足內存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError異常
運行時常量池
運行時常量池是方法區的一部分，Class文件(后面的篇章會講到)中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項信息是常量池，用于存放編譯期生成的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類加載后進入方法區的運行時常量池中存放。
Java虛擬機對Class文件每一部分的格式都有嚴格規定，每一個字節用于存儲哪種數據都必須符合規范上的要求才會被虛擬機認可、裝載和執行，但對于運行時常量池，Java虛擬機規范沒有做任何細節的要求，不同的提供商實現的虛擬機可以按照自己的需要來實現這個內存區域。
堆
和方法區一樣，堆也是線程共享的一塊區域，堆是Java虛擬機中最大的一塊，在虛擬機啟動時創建。
堆的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有對象實例都在這里分配。
（為什么說幾乎？這一點在Java虛擬機規范中的描述是：所有的對象實例以及數組都要在堆上分配，但是隨著JIT編譯器的發展與逃逸分析技術逐漸成熟，棧上分配、標量替換優化技術將會導致一些微妙的變化發生，所有的對象都分配在堆上也漸漸變得不是那么“絕對”了。 ）
堆作為Java虛擬機中最大的一塊，自然也就成為了垃圾收集器主要的管理區域。
從內存回收的角度來看，由于現在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中還可以細分為：新生代和老年代；再細致一點的有Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。
從內存分配的角度來看，線程共享的Java堆中可能劃分出多個線程私有的分配緩沖區。
不管如何劃分，目的是為了更好地回收內存，或者更快地分配內存。
Java堆可以處于物理上不連續的內存空間中，只要邏輯上是連續的即可，就像我們的磁盤空間一樣。在實現時，既可以實現成固定大小的，也可以是可擴展的，不過當前主流的虛擬機都是可擴展的。如果在堆中沒有內存完成實例分配，并且堆也無法再擴展時，將會拋出OutOfMemoryError異常。
虛擬機棧
不同于方法區與堆，虛擬機棧是線程隔離（線程私有）的，也就是說，每一個線程都擁有自己的虛擬機棧，他的生命周期與線程綁定。
虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型：每個方法在執行的同時會創建一個棧幀用于存儲局部變量表，操作數棧，動態鏈接，方法出口等信息。
一個方法從調用到執行完成的過程，就對應著一個棧幀在虛擬機棧中入棧到出棧的過程。
局部變量表存放了編譯期的八大基本數據類型，對象引用（指針或句柄）和returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址）。
如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；
如果虛擬機棧可以動態擴展（當前大部分的Java虛擬機都可動態擴展），如果擴展時無法申請到足夠的內存，就會拋出OutOfMemoryError異常。
本地方法棧
本地方法棧的作用和虛擬機棧很相似，他們的區別在于虛擬機棧執行Java方法，本地方法棧執行Native方法。
與虛擬機棧一樣，本地方法
棧區域也會拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。
程序計數器
程序計數器是一塊較小的內存空間，可以看作是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。
字節碼解釋器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的字節碼指令，分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能都需要依賴這個計數器來完成。
如果線程正在執行的是一個Java方法，這個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）。
此內存區域是唯一一個在Java虛擬機規范中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域
直接內存
直接內存并不是java虛擬機運行時數據區的一部分，也不是Java虛擬機規定范圍中的內存，但是這部分內存也經常被調用，也容易引發OutOfMemoryError，
JDK 1.4開始，Java引入了NIO，一種基于通道（Channel）和緩沖區（Buffer）的IO處理方式。它直接使用Native層分配Java堆外內存，然后通過Java堆中一個DirectByteBuffer對象作為這塊內存區域的引用來進行操作，這樣避免了原先IO方式的Java堆和Native堆來回復制數據的問題，提高了性能。
小結
- java虛擬機的運行時數據區主要分為：方法區，堆，虛擬機棧，本地方法棧，程序計數器。
- 方法區和堆為所有線程共有的區域，虛擬機棧，本地方法棧和程序計數器是線程私有的
- 方法區和堆當內存不足時會拋出OutofMemoryError，虛擬機棧和本地方法棧當請求的棧內存不足則拋出StackOverflowError，但棧想拓展而無內存拓展時則拋出OutofMemoryError。程序計數器沒有規定任何OutofMemoryError的情況。
