JVM 理解其实并不难！

前些天面试了阿里的实习生，问到关于Dalvik虚拟机能不能执行class文件，我当时的回答是不能，但是它执行的是class转换的dex文件。当面试官继续问，为什么不能执行class文件时，我却只能回答Dalvik虚拟机内部的优化原因，却不能正确回答具体的原因。其实周志明的这本书就有回答：Dakvik并不是一个Java虚拟机，它没有遵循Java虚拟机规范，不能执行Java的class文件，使用的是寄存器架构而不是JVM中常见的栈架构，但是它与Java又有着千丝万缕的关系，它执行的dex文件可以通过class文件转化而来。

其实在本科期间，就有接触过《深入理解Java虚拟机》，但是一直以来都没去仔细研读，现在回头想想实在是觉得可惜!研一期间花了不少时间研读，现在准备找工作了，发现好多内容看了又忘。索性写一篇文章，把这本书的知识点做一个总结。当然了，如果你想看比较详细的内容，可以翻看《深入理解Java虚拟机》。

JVM内存区域

我们在编写程序时，经常会遇到OOM(out of Memory)以及内存泄漏等问题。为了避免出现这些问题，我们首先必须对JVM的内存划分有个具体的认识。JVM将内存主要划分为：方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器。JVM运行时数据区如下：

程序计数器

程序计数器是线程私有的区域，很好理解嘛~，每个线程当然得有个计数器记录当前执行到那个指令。占用的内存空间小，可以把它看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。如果线程在执行Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址;如果执行的是Native方法，这个计数器的值为空(Undefined)。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

Java虚拟机栈

与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的。其生命周期与线程相同。如何理解虚拟机栈呢?本质上来讲，就是个栈。里面存放的元素叫栈帧，栈帧好像很复杂的样子，其实它很简单!它里面存放的是一个函数的上下文，具体存放的是执行的函数的一些数据。执行的函数需要的数据无非就是局部变量表(保存函数内部的变量)、操作数栈(执行引擎计算时需要)，方法出口等等。

执行引擎每调用一个函数时，就为这个函数创建一个栈帧，并加入虚拟机栈。换个角度理解，每个函数从调用到执行结束，其实是对应一个栈帧的入栈和出栈。

注意这个区域可能出现的两种异常：一种是StackOverflowError，当前线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时，会抛出这个异常。制造这种异常很简单：将一个函数反复递归自己，最终会出现栈溢出错误(StackOverflowError)。另一种异常是OutOfMemoryError异常，当虚拟机栈可以动态扩展时(当前大部分虚拟机都可以)，如果无法申请足够多的内存就会抛出OutOfMemoryError，如何制作虚拟机栈OOM呢，参考一下代码：

public void stackLeakByThread(){ 
while(true){ 
new Thread(){ 
public void run(){ 
while(true){ 
} 
} 
}.start() 
} 
} 

这段代码有风险，可能会导致操作系统假死，请谨慎使用~~~

本地方法栈

本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用很相似，他们的区别在于虚拟机栈为执行Java代码方法服务，而本地方法栈是为Native方法服务。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

Java堆

Java堆可以说是虚拟机中最大一块内存了。它是所有线程所共享的内存区域，几乎所有的实例对象都是在这块区域中存放。当然，睡着JIT编译器的发展，所有对象在堆上分配渐渐变得不那么“绝对”了。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在的收集器基本上采用的都是分代收集算法，所有Java堆可以细分为：新生代和老年代。在细致分就是把新生代分为：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。当堆无法再扩展时，会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区

方法区存放的是类信息、常量、静态变量等。方法区是各个线程共享区域，，很容易理解，我们在写Java代码时，每个线程度可以访问同一个类的静态变量对象。由于使用反射机制的原因，虚拟机很难推测那个类信息不再使用，因此这块区域的回收很难。另外，对这块区域主要是针对常量池回收，值得注意的是JDK1.7已经把常量池转移到堆里面了。同样，当方法区无法满足内存分配需求时，会抛出OutOfMemoryError。

制造方法区内存溢出，注意，必须在JDK1.6及之前版本才会导致方法区溢出，原因后面解释,执行之前，可以把虚拟机的参数-XXpermSize和-XX：MaxPermSize限制方法区大小。

List list =new ArrayList(); 
int i =0; 
while(true){ 
list.add(String.valueOf(i).intern()); 
} 

运行后会抛出java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space异常。

解释一下，String的intern()函数作用是如果当前的字符串在常量池中不存在，则放入到常量池中。上面的代码不断将字符串添加到常量池，最终肯定会导致内存不足，抛出方法区的OOM。

下面解释一下，为什么必须将上面的代码在JDK1.6之前运行。我们前面提到，JDK1.7后，把常量池放入到堆空间中，这导致intern()函数的功能不同，具体怎么个不同法，且看看下面代码：

String str1 =new StringBuilder("hua").append("chao").toString(); 
System.out.println(str1.intern()==str1); 
String str2=new StringBuilder("ja").append("va").toString(); 
System.out.println(str2.intern()==str2); 

（编辑：衡阳站长网）

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