摘要：此內存區域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例都在這里分配內存。不過，無論如何劃分，都與存放內容無關，無論哪個區域，存儲的都仍然是對象實例，進一步劃分的目的是為了更好地回收內存，或者更快地分配內存。

根據java虛擬機規范第七版的規定，Java虛擬機所管理的內存將包括以下幾個運行時數據區域：程序計數器、方法區、堆、虛擬機棧、本地方法棧。(詳見深入理解java虛擬機)

　　程序計數器（Program Counter Register）是一塊較小的內存空間，它的作用可以看做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里（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。
　　由于Java虛擬機的多線程是通過線程輪流切換并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（對于多核處理器來說是一個內核）只會執行一條線程中的指令。因此，為了線程切換后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，各條線程之間的計數器互不影響，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Natvie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。

　　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：每個方法被執行的時候都會同時創建一個棧幀（Stack Frame）用于存儲局部變量表、操作棧、動態鏈接、方法出口等信息。每一個方法被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從入棧到出棧的過程。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注的、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”在后面會專門講述，而所指的“棧”就是現在講的虛擬機棧，或者說是虛擬機棧中的局部變量表部分。
　　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)，它不等同于對象本身，根據不同的虛擬機實現，它可能是一個指向對象起始地址的引用指針，也可能指向一個代表對象的句柄或者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虛擬機規范中，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，只不過Java虛擬機規范中也允許固定長度的虛擬機棧），當擴展時無法申請到足夠的內存時會拋出OutOfMemoryError異常。

　　本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機棧所發揮的作用是非常相似的，也是線程私有的，其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，而本地方法棧則是為虛擬機使用到的Native方法服務。虛擬機規范中對本地方法棧中的方法使用的語言、使用方式與數據結構并沒有強制規定，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。

　　對于大多數應用來說，Java堆（Java Heap）是Java虛擬機所管理的內存中最大的一塊。Java堆是被所有線程共享的一塊內存區域，在虛擬機啟動時創建。此內存區域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例都在這里分配內存。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的逐漸成熟，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。
　　Java堆是垃圾收集器管理的主要區域，因此很多時候也被稱做“GC堆”（Garbage Collected Heap，幸好國內沒翻譯成“垃圾堆”）。如果從內存回收的角度看，由于現在收集器基本都是采用的分代收集算法，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。如果從內存分配的角度看，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（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。不過，無論如何劃分，都與存放內容無關，無論哪個區域，存儲的都仍然是對象實例，進一步劃分的目的是為了更好地回收內存，或者更快地分配內存。在本章中，我們僅僅針對內存區域的作用進行討論，Java堆中的上述各個區域的分配和回收等細節將會是下一章的主題。
　根據Java虛擬機規范的規定，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按照可擴展來實現的（通過-Xmx和-Xms控制）。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。

????方法區（Method Area）與Java堆一樣，是各個線程共享的內存區域，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息(例如運行時常量池（Runtime Constant Pool）、字段和方法數據、構造函數和普通方法的字節碼內容、還包括一些在類、實例、接口初始化時用到的特殊方法(§2.9))、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據，。雖然Java虛擬機規范把方法區描述為堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆），目的應該是與Java堆區分開來。
????對于習慣在HotSpot虛擬機上開發和部署程序的開發者來說，很多人愿意把方法區稱為“永久代”（Permanent Generation），本質上兩者并不等價，僅僅是因為HotSpot虛擬機的設計團隊選擇把GC分代收集擴展至方法區，或者說使用永久代來實現方法區而已。對于其他虛擬機（如BEA JRockit、IBM J9等）來說是不存在永久代的概念的。即使是HotSpot虛擬機本身，根據官方發布的路線圖信息，現在也有放棄永久代并“搬家”至Native Memory來實現方法區的規劃了。
　　Java虛擬機規范對這個區域的限制非常寬松，除了和Java堆一樣不需要連續的內存和可以選擇固定大小或者可擴展外，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，但并非數據進入了方法區就如永久代的名字一樣“永久”存在了。這個區域的內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載，一般來說這個區域的回收“成績”比較難以令人滿意，尤其是類型的卸載，條件相當苛刻，但是這部分區域的回收確實是有必要的。在Sun公司的BUG列表中，曾出現過的若干個嚴重的BUG就是由于低版本的HotSpot虛擬機對此區域未完全回收而導致內存泄漏。 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(Runtime Constant Pool)是方法區的一部分。Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述等信息外，還有一項信息是常量池(Constant Pool Table)，用于存放編譯期生成的各種字面量(Literal)和符號引用(Symbolic References)，這部分內容將在類加載后存放到方法區的運行時常量池中。即由從class常量池轉到了運行時常量池當中。
????字面量比較接近Java語言層面的常量概念，如文本字符串、聲明為final的常量值等。對于字面量而言，在Java語言特性的里面的定義是六種基本類型(int、long、char、boolean、float、double)、字符串類型、null類型的值的源碼(即.java里的)表示形式，這里的基礎類型少了byte和short,是因為整型字面量只有int和long兩種類型(An integer literal is of type long if it is suffixed with an ASCII letter L or l (ell);otherwise it is of type int)。那么會進入Class常量池也就是后來會進入運行時常量池的字面量有何要求，經javap測試得到了下面的結論：

首先null是肯定不會進入Class常量池的

對于給包裝類型賦值的字面量而言，結果有限的字面量如bool、char、小于3232768的int其值不會被放入到Class常量池當中，加上final或者static也不行。

但對于給基礎類型變量賦值的結果有限字面量而言，一旦加上final之后上面那些也都會加入到Class常量池當中。其中char會將對應的int值放進去、bool型則是false放入0，true放入1。

對于結果無限的字面量，如浮點數字面量而言，只要字面量不是0.0或者1.0，那么一定會進入Class常量池，相反則否；字符串字面量則均會進入Class常量池。

符號引用則屬于編譯原理方面的概念，包括以下三類常量:

類和接口的全限定名(Fully Qualified Name)

字段的名稱和描述符(Descriptor)

方法的名稱和描述符

????Java虛擬機對Class文件的每一部分（自然也包括常量池）的格式都有嚴格的規定，每一個字節用于存儲哪種數據都必須符合規范上的要求，這樣才會被虛擬機認可、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。不過，一般來說，除了保存Class文件中描述的符號引用外，還會把翻譯出來的直接引用也存儲在運行時常量池中。 運行時常量池相對于Class文件常量池的另外一個重要特征是具備動態性，Java語言并不要求常量一定只能在編譯期產生，也就是并非預置入Class文件中常量池的內容才能進入方法區運行時常量池，運行期間也可能將新的常量放入池中，這種特性被開發人員利用得比較多的便是String類的intern()方法。 既然運行時常量池是方法區的一部分，自然會受到方法區內存的限制，當常量池無法再申請到內存時會拋出OutOfMemoryError異常。

　　關于boolean類型的大小：涉及到boolean類型的值在編譯后都是用int數據類型來代替(即4字節)，但是在boolean數組中采用的是byte(即1字節)，當將boolean值放入boolean數組時，是要把int類型的值轉換成byte再存儲，當從boolean數組中取出boolean元素時，則會將byte類型的值擴展為int類型。所有的基本類型都有對應的包裝類型。

　　引用類型：Class類型、interface類型、數組類型，其默認值均是null。
　　對于數組類型而言，當創建一個數組對象時，實際上就是創建了一個引用數組，并且每個引用都會自動被初始化為一個特定值，該值擁有自己的關鍵字null。
　　重點理解：基本類型變量的值就直接保存在變量中，引用類型變量中保存的只是實際對象的地址。引用指向實際對象，實際對象中保存著內容。
　　注意：聲明字段時并不總是需要分配值。聲明但未初始化的字段將由編譯器設置為合理的默認值。一般來說，此默認值將為零或null取決于數據類型。然而，依賴于這樣的默認值通常被認為是糟糕的編程風格。局部變量略有不同; 編譯器永遠不會為未初始化的局部變量分配默認值。如果未在聲明局部變量的同時進行初始化，請確保在嘗試使用它之前為其賦值。否則如訪問未初始化并且之后也未賦值的局部變量將導致編譯時錯誤。

　　Java提供了兩個用于高精度計算的類，BigInteger和BigDecimal。能作用于int和float的操作，也同樣能作用于BigInteger和BigDecimal。只不過必須以方法調用方式取代運算符方式來實現。這么做復雜了許多，運算速度也會比較慢，可以說是以速度換取了精度。

BigInteger支持任意精度的整數。也就是說，在運算中，可以準確地表達任何大小的整數值，而不會丟失任何信息。

BigDecimal支持任何精度的浮點數。

　　方法由下列部分組成，其中只有加粗部分是必須要有的。

Modifiers

The return type

The method name

The parameter list in parenthesis

An exception list

The method body, enclosed between braces

　　在下列三種情況，任何一種先發生時，方法將返回到調用它的代碼處

執行方法中的所有語句，

執行了return語句

拋出異常

?
　　當方法使用類名作為其返回類型時，返回對象的類型類必須是返回類型的子類或就是該返回類型。在繼承時，可以覆蓋方法并定義它以返回父類原始方法的子類型，這種技術被稱為協變返回類型。此外還可以使用接口名稱作為返回類型。在這種情況下，返回的對象必須實現指定的接口。

實例變量/Instance Variables(非靜態字段/Non-Static Fields): 類中不加static修飾的成員變量，當從同一個類中創建出多個對象時，每個對象擁有獨立的實例變量副本。

類變量/Class Variables(靜態字段/Static Fields): 類中加static修飾符的成員變量，所有的對象都能共享該變量，類變量是與類相關聯，而不是與任何對象相關聯。

局部變量/Local Variables: 在方法中或者塊中聲明的變量，其作用范圍也僅限于方法或塊中。

參數/Parameters: 方法聲明(method declarations)中的變量,其作用范圍僅限于方法中。參數也是變量，但不是類的成員變量，因此不能叫做字段。

?
　　類由字段(成員變量)和方法(成員函數)組成，成員變量可以分為實例變量和類變量，方法中則包括參數和局部變量。類變量是在類初始化后就存在的，使用類名是訪問類變量的首選方式，但也可以使用值為或者不為null的class類型引用變量來訪問。如

class StaticTest{
    static int i=47;
    public static void main(String[] args){//main函數當中的args是用來存儲命令行參數的。

        StaticTest st=null;
                System.out.println(st.i);//成功打印
    }
}

方法簽名：方法的名稱和參數類型列表，參數類型可以更進一步分為形參參數列表、泛型方法類型參數列表

方法參數：在方法聲明中的變量叫做parameters，在調用方法時傳入的實際值叫做arguments ,但兩者在中文中都叫做參數，為了更好地區分，將parameters稱為形式參數簡稱形參(列表)，將arguments稱為實際參數，簡稱為實參。

傳遞參數：在Java中的方法調用中，無論是傳遞基礎類型實際參數，還是傳遞引用類型實際參數，都是按值傳遞的，如何理解這個按值傳遞，實際上就是等同于賦值操作符“=”的效果。