运行时数据区域

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会将其所管理的内存划分为若干个不同的区域，这些区域有各自的用途、创建销毁时间，有的依赖进程、有的依赖线程。根据“Java虚拟机规范”的规定，Java虚拟机所管理的内存分为：程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区、运行时常量池以及直接内存等。

程序计数器

一块较小的内存区域，是线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型中，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器完成。

程序计数器是标识一条线程运行到哪，那多线程切换后为了能恢复到之前正确的执行位置，每个线程都要有一个独立的程序计数器，各个线程之间互相不影响，独立存储。这类线程又叫做“线程私有内存”。

如果线程正在执行的是一个Java方法，那这个计数器记录的就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果正在执行的是Native方法，这个计数器值为空（Undefined）。

Java虚拟机栈

Java虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法的调用直至执行完成的过程，就是一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

大多数人说的Java内存分为“堆内存”和“栈内存”。这种分发比较粗，这里说的栈内存就是指的虚拟机栈，或者说的是虚拟机栈中的局部变量表部分。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（int，short，char，byte，boolean，float，long，double）、对象饮用和returnAddress类型。

其中64位的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间（Slot），其余的数据类型只占用一个。局部变量表所需的内存空间在编译期完成分配，当进入一个方法中时，这个方法在栈帧中需要分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两个异常：StackOverflowError和OutOfMemoryError。

本地方法栈

与虚拟机栈相似，区别是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用的Native方法服务。

这个区域同样规定两个异常：StackOverflowError和OutOfMemoryError。

Java堆

Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的九四存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC”堆。

这个区域可能会抛出异常OutOfMemoryError。

方法区

与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即使编译器编译后的代码等数据。

这个区域可能会抛出异常OutOfMemoryError。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

因为运行时常量池是方法区的一部分，所以也受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

直接内存

NIO类，一种基于通道与缓存区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能。

虽然直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是仍然受到本机内存的限制，当虚拟机运行时内存和直接内存总和大于无力内存限制，就会导致OutOfMemoryError异常。