運行時數據區域 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幹個不同的數據區 域。這些區域都有各自的用途，以及創建和銷毀的時間，有的區域隨著虛擬機進程的啟動而 存在，有些區域則依賴用戶線程的啟動和結束而建立和銷毀。根據《Java虛擬機規範（Java SE 7版）》的規定，Java虛擬機所管理的內存將會包括以下幾個運行時數據區域，如圖2-1所 示。
圖　2-1　Java虛擬機運行時數據區
2.2.1　程序計數器 程序計數器（Program Counter Register）是一塊較小的內存空間，它可以看作是當前線 程所執行的字節碼的行號指示器。在虛擬機的概念模型裏（僅是概念模型，各種虛擬機可能 會通過一些更高效的方式去實現），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。 由於Java虛擬機的多線程是通過線程輪流切換並分配處理器執行時間的方式來實現的， 在任何一個確定的時刻，一個處理器（對於多核處理器來說是一個內核）都只會執行一條線 程中的指令。因此，為了線程切換後能恢復到正確的執行位置，每條線程都需要有一個獨立 的程序計數器，各條線程之間計數器互不影響，獨立存儲，我們稱這類內存區域為“線程私 有”的內存。 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虛擬機規範中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
2.2.2　Java虛擬機棧 與程序計數器一樣，Java虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）也是線程私有的，它的 生命周期與線程相同。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 都會創建一個棧幀（Stack Frame[1]）用於存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口 等信息。每一個方法從調用直至執行完成的過程，就對應著一個棧幀在虛擬機棧中入棧到出 棧的過程。 經常有人把Java內存區分為堆內存（Heap）和棧內存（Stack），這種分法比較粗 糙，Java內存區域的劃分實際上遠比這復雜。這種劃分方式的流行只能說明大多數程序員最 關註的、與對象內存分配關系最密切的內存區域是這兩塊。其中所指的“堆”筆者在後面會專 門講述，而所指的“棧”就是現在講的虛擬機棧，或者說是虛擬機棧中局部變量表部分。 局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數據類型（boolean、byte、char、short、int、 float、long、double）、對象引用（reference類型，它不等同於對象本身，可能是一個指向對 象起始地址的引用指針，也可能是指向一個代表對象的句柄或其他與此對象相關的位置）和 returnAddress類型（指向了一條字節碼指令的地址）。 其中64位長度的long和double類型的數據會占用2個局部變量空間（Slot），其余的數據 類型只占用1個。局部變量表所需的內存空間在編譯期間完成分配，當進入一個方法時，這 個方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，在方法運行期間不會改變局部變 量表的大小。 在Java虛擬機規範中，對這個區域規定了兩種異常狀況：如果線程請求的棧深度大於虛 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，只不過Java虛擬機規範中也允許固定長度的虛擬機棧），如 果擴展時無法申請到足夠的內存，就會拋出OutOfMemoryError異常。 [1]棧幀是方法運行時的基礎數據結構，在本書的第8章中會對幀進行詳細講解。
2.2.3　本地方法棧 本地方法棧（Native Method Stack）與虛擬機棧所發揮的作用是非常相似的，它們之間 的區別不過是虛擬機棧為虛擬機執行Java方法（也就是字節碼）服務，而本地方法棧則為虛 擬機使用到的Native方法服務。在虛擬機規範中對本地方法棧中方法使用的語言、使用方式 與數據結構並沒有強制規定，因此具體的虛擬機可以自由實現它。甚至有的虛擬機（譬如 Sun HotSpot虛擬機）直接就把本地方法棧和虛擬機棧合二為一。與虛擬機棧一樣，本地方法 棧區域也會拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。

java編程思想解讀