随着时间的推移，我觉得有必要将一些之前相对模糊但是对自身技术提高会有帮助的原理、概念、实现进行一下系统的整理，所以就从JVM系列开始吧。

本系列主要参考《Java虚拟机规范(第二版)》、周志明先生写的《深入理解Java虚拟机》，具体虚拟机主要参照Hotspot。

一.Runtime Data Areas

在运营及维护我们的站点或者应用时，需要针对crash或者内存溢出、内存泄露定位问题以及调优等工作，而Java这门语言或者是平台提供了一个可以将内存分配、回收屏蔽掉的JVM，所以我们非常有必要了解一下JVM的运行时数据分区情况。

图1-Runtime Data Areas

从上图可知，我们每创建一个Tread，JVM都会为该线程分配一个Program Counter Register、一个Java Virtual Machine Stack、一个Native Method Stack,以上三个区域都是线程私有，而Heap与Method Area是线程共享。

我们分别了解一下每个区域的作用、存储的数据、线程私有\共享情况、可能出现的错误或异常。

1.Program Counter Register（程序计数器）

a.作用:被字节码解释器用来选取下一条需要执行的字节码指令。我们需要明确一点，Java虚拟机的多线程机制是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式实现的，即在某一个特定的时刻，一个处理器只会执行一条线程中的指令，从这个层面，该区域需要线程私有。

b.存储的数据:以当前线程正在被执行的是Java方法还是Native方法。

(1).Java方法：本线程要被执行的下一条字节码指令地址。

(2).Native方法：空(Undefined)。

c.线程私有/共享情况:线程私有，每一个线程都持有一个程序计数器。

d.错误或异常:虚拟机规范中未规定该区域会抛出任何异常或错误。

2.Java Virtual Machine Stack（虚拟机栈）

a.作用:从名字上就可以猜测，这是一个Stack。该区域描述的是Java方法执行的内存模型:

每个Java方法执行被执行时都会常见一个栈帧(Stack Frame),该Stack Frame存储了方法的局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个Java方法从被调用到执行完成都对应着一个Stack Frame从进Stack到出Stack的过程。

b.存储的数据:本区域就是一个Stack结构，存储的就是一个个被执行的Stack Frame.

c.线程私有/共享情况:线程私有。

d.错误或异常：两种异常(更精确的说是Error)

(1).StackOverflowError:请求深度超过JVM允许的深度时抛出,简单点理解就是这个Stack满了而已。

(2).OutOfMemoryError:无法申请到足够的内存时抛出。

4.Native Method Stack(本地方法栈)

这个区域的结构及作用与虚拟机栈类似，只是这个区域描述的是Native方法执行的内存模型，所以HotSpot干脆把Java Virtual Machine Stack与Native Method Stack合并了。这个区域也是线程私有的，也会抛出StackOverflowError与OutOfMemoryError.

5.Java Heap（Java堆）

a.作用:存放对象实例(包括对象实例与数组)。

b.存储的数据:对象实例。

c.线程私有/共享情况:线程共享。

d.错误或异常：OutOfMemoryError.

该区域是垃圾收集器管理的主要区域，所以为了更快的分配内存、更好的进行垃圾回收，Java Heap还可以进行细分：新生代与老年代。如果在细分的话有新生代又由Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间组成。

6.Method Area（方法区）

a.作用:存储被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译后的代码。

b.存储的数据:同上

c.线程私有/共享情况:线程共享

d.错误或异常:OutOfMemoryError.

7.Runtime Constant Pool（运行时常量池）

a.作用:存储编译期生成的各种字面量和符号引用

b.存储的数据：同上

c.线程私有/共享情况:线程共享

d.错误或异常:OutOfMemoryError.

该区域是Method Area的一部分。

二.Some Options

JVM Options：

Help Options