程序計(jì)數(shù)器（Program Counter）

程序計(jì)數(shù)器作為一個(gè)概念模型，這個(gè)是用來指示下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令在哪。

Java的多線程實(shí)際上是通過線程輪轉(zhuǎn)做到的，如果是一個(gè)單核的機(jī)器（或單cpu），嚴(yán)格意義上在一個(gè)時(shí)間塊中只會有一個(gè)線程在執(zhí)行。為了線程切換以后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每個(gè)線程都需要有一個(gè)單獨(dú)的計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器之間要是獨(dú)立的互不干擾。

如果線程執(zhí)行的是Java方法，那么PC指向的是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的區(qū)域，如果執(zhí)行的是native方法，那么它是undefined。

Java虛擬機(jī)棧

Java virtue machine也是線程私有的，它擁有一個(gè)和線程相同的生命周期

虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型；stack frame（棧幀）是一個(gè)經(jīng)常談及的概念，它用來儲存內(nèi)部變量表，操作數(shù)棧，動(dòng)態(tài)鏈接，方法出口等等。

每一個(gè)方法從調(diào)用到執(zhí)行完畢，也就對應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中的入棧和出棧

我們以前畫圖來說明內(nèi)存區(qū)的時(shí)候，總是去關(guān)注Heap（堆內(nèi)存）和stack（棧內(nèi)存）這兩部分，這是與對象內(nèi)存分配最相關(guān)的兩塊內(nèi)存區(qū)。通常所說的stack就是虛擬機(jī)棧，或者更具體的說是虛擬機(jī)棧中的局部變量表。

局部變量表存放了編譯器可知的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean byte double char int short long float）對象引用（reference類型，并不是對象本身，可能是地址的引用指針，也可能是一個(gè)代代表對象的句柄）return address類型（指向一條字節(jié)碼指令的地址）

局部變量表的意義就在于，可以把表所需的內(nèi)存在編譯器就進(jìn)行分配，每次程序去調(diào)用一個(gè)方法的時(shí)候，方法需要在frame中分配多少的局部內(nèi)存空間是確定的。

兩種異常情況

如果線程請求的棧的深度大于虛擬機(jī)所允許的，就是StackOverFlowError，如果是支持動(dòng)態(tài)拓展的虛擬機(jī)（大部分的現(xiàn)代虛擬機(jī)都支持）依然無法申請到足夠的內(nèi)存，就會報(bào)出OutOfMemoryError異常。

本地方法棧

本地方法棧是和Java虛擬機(jī)棧對應(yīng)的一個(gè)概念，它們的作用也是相近的，唯一的不同是，本地方法棧執(zhí)行的是native方法，而Java虛擬機(jī)棧執(zhí)行的是Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)

在Sun的HotSpot虛擬機(jī)里面，本地方法棧和虛擬機(jī)棧是一個(gè)。

Java堆

堆是被所有的線程所共享的一塊區(qū)域，這塊內(nèi)存區(qū)域存在的唯一目的就是存放對象實(shí)例，在虛擬機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候就會被創(chuàng)建，幾乎所有的對象實(shí)例都會在這里被分配內(nèi)存

所有的對象實(shí)例和數(shù)組都要在堆上分配 --《Java虛擬機(jī)規(guī)范》

隨著JIT編譯器的發(fā)展和逃逸技術(shù)的成熟，這句話也變得不是那么的絕對了。

GC（garbage collection）也發(fā)生在這個(gè)區(qū)域，所以有時(shí)候也被稱為GC堆

方法區(qū)

方法區(qū)和Java堆相似，是線程共享的一段內(nèi)存區(qū)域，它用于儲存已經(jīng)被虛擬機(jī)加載的類信息，常量，靜態(tài)變量，即時(shí)編譯器編譯后的代碼。

聽起來好像和Java堆很像，Java虛擬機(jī)標(biāo)準(zhǔn)里面也把它視為堆的一個(gè)邏輯部分，但是它被稱作Non-Heap，目的是和Java堆區(qū)分開來。

Permanent Generation？那么，這個(gè)方法區(qū)就是永久代嗎，并不是。只是在HotSpot虛擬機(jī)的設(shè)計(jì)中，用永久代來實(shí)現(xiàn)了方法區(qū)。（在JDK1.7中，已經(jīng)把原本放在永久代的字符串常量池移出了）

運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）

這也是方法區(qū)的一個(gè)較重要的部分，.class文件除了有類的版本，字段，方法，接口等描述信息外，還有一部分是常量池，用于在存放編譯期生成的各種字面量（Literal）和符號引用（Symbolic References），這部分的內(nèi)容在類加載以后進(jìn)入運(yùn)行時(shí)常量池中存放。

字面量比較好理解，是Java語言層面的常量，例如文本字符串，聲明為final的變量

符號引用這個(gè)我第一時(shí)間沒看懂什么意思，其實(shí)是編譯原理的一個(gè)概念，包括以下的三種常量：

• 類和接口的全限定名
• 字段名稱和描述符
• 方法名稱和描述符

動(dòng)態(tài)性，這是運(yùn)行時(shí)常量池的一個(gè)重要的特性，在運(yùn)行期間也可以將新的常量放進(jìn)常量區(qū)（包括基本包裝類和String，也可以調(diào)用intern（）將String強(qiáng)制放進(jìn)常量池）

為什么需要運(yùn)行時(shí)常量池呢？

• 更少的內(nèi)存。直接賦值的時(shí)候會利用常量池里面的對象，而不是去new了一個(gè)
• 更快的速度 ?！?='比equals（）更快

Integer a = 23;//在編譯的時(shí)候會變成Integer i1=Integer.valueOf(40);使用的是線程池里面的對象

Integer b = new Integer(23);//創(chuàng)建了新的對象

ps.我感覺這個(gè)的設(shè)計(jì)思路和數(shù)據(jù)庫連接池是差不多的，可以對照著去理解。

參考資料

《深入理解Java虛擬機(jī)》

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對腳本之家的支持。

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