JVM 内存模型
JVM的内存划分中，有部分区域是线程私有的，有部分是属于整个JVM进程；有些区域会抛出OOM异常，有些则不会，了解JVM的内存区域划分以及特征，是定位线上内存问题的基础，那么下面就会详细介绍 JVM内存是如何划分的。
首先要说一下JVM内存空间分为五部分，分别是：方法区、堆、Java虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器
1. 程序计数器
在JVM规范中，每个线程都在有自己的程序计数器，这是一个比较小的内存空间，用来记录当前线程正在执行的Java方法的JVM指令地址，即字节码的行号。
如果当前线程正在执行的是本地方法，那么此时程序计数器为空。
程序计数器有两个作用，
- 字节码解释器通过改变程序计数器来一次读取指令，从而实现代码的流程控制，比如我们常见的顺序、循环、选择、异常处理等。
- 在多线程的情况下，程序计数器用来记录当前线程执行的位置，当线程切换回来的时候仍然可以知道该线程上次执行到了哪里。
而且程序计数器是唯一 一个不会出现OutOfMeroryError的内存区域。
2. Java虚拟机栈
Java虚拟机栈同样也属于线程私有区域，每个线程在创建的时候都会创建一个虚拟机栈，生命周期与线程一致，线程退出时，线程的虚拟机栈也回收。
Java虚拟机栈是描述JAVA方法运行过程的内存模型，Java虚拟机栈会为每一个即将执行的方法创建一个叫做 栈帧 的区域，该区域用来存储该方法运行时需要的一些信息，包括：基本类型数据、对象引用、方法出口等信息。每次方法调用都会进行压栈，JVM对栈帧的操作只有出栈和压栈两种，方法调用结束时会进行出栈操作。
比如我们方法执行过程中需要创建变量时，就会将局部变量插入到局部变量表中，局部变量的运算、传递等在操作数栈中进行，当方法执行结束后，这个方法对应的栈帧将出栈，并释放内存空间。
栈中会发生的两种异常，StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError
StackOverFlowError 表示当前线程申请的栈超过了事先定好的栈的最大深度，但内存空间可能还有很多。
OutOfMemoryError 是指当线程申请栈时发现栈已经满了，而且内存也全都用光了。
3. 本地方法栈
本地方法栈结构上和Java虚拟机栈一样，只不过Java虚拟机栈是运行Java方法的区域，而本地方法栈是运行本地方法的内存模型。
每个线程都有一个本地方法栈。
运行本地方法时也会创建栈帧，同样栈帧里也有局部变量表、操作数栈、动态链接和方法返回地址等，在本地方法执行结束后栈帧也会出栈并释放内存资源，也会发生OutOfMemoryError。
4. 堆
几乎所有创建的Java对象实例，都是被直接分配到堆上的。堆被所有的线程所共享，在堆上的区域，会被垃圾回收器作进一步划分，例如新生代、老生代的划分。Java虚拟机在启动的时候，可以使用 “Xmx” 之类的参数指定堆区域的大小。
堆主要存放的是数组、类的实例对象、字符串常量池等。
堆内存详解见本人另一篇博客：https://www.cnblogs.com/john1015/p/14140973.html
5. 方法区
方法区与堆一样，也是所有线程所共享的，存储被虚拟机加载的元（Meta）数据，包括类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。这里需要注意的是运行时常量池也在方法区中。
方法区主要用来存放类信息、类的静态变量、常量、运行时常量池等，方法区的大小是可以动态扩展的，
6. 运行时常量池（Run-Time Constant Pool）
这是方法区的一部分，收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。
在Class文件中，除了有类的版本、方法、字段、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池。每个Class文件的头四个字节称为Magic Number，它的作用是确定这是否是一个可以被虚拟机接受的文件；接着的四个字节存储的是Class文件的版本号。紧挨着版本号之后的，就是常量池的入口了。常量池主要存放两大类常量：
-
字面量（Literal），如文本字符串、final常量值
-
符号引用，存放了与编译相关的一些常量，因为Java不像C++那样有连接的过程，因此字段方法这些符号引用在运行期就需要进行转换，以便得到真正的内存入口地址。
class文件中的常量池，也称为静态常量池，JVM虚拟机完成类装载操作后，会把静态常量池加载到内存中，存放在运行时常量池。
7. 直接内存（Direct Memory）
虽然直接内存不属于Java虚拟机运行时数据区的一部分。但Java的NIO可以使用Native方法直接在Java堆外分配内存，使用DirectByteBuffer对象作为这个堆外内存的引用。
下面这张图，反映了运行中的Java进程内存占用的情况：
OOM可能发生在哪些区域上？
根据javadoc的描述，OOM是指JVM的内存不够用了，同时垃圾收集器也无法提供更多的内存。从描述中可以看出，在JVM抛出OutOfMemoryError之前，垃圾收集器一般会出马先尝试回收内存。
从上面分析的Java数据区来看，除了程序计数器不会发生OOM外，其他都会发生！
堆内存
堆内存不足是最常见的发送OOM的原因之一，如果在堆中没有内存完成对象实例的分配，并且堆无法再扩展时，将抛出OutOfMemoryError异常。当前主流的JVM可以通过-Xmx和-Xms来控制堆内存的大小，发生堆上OOM的可能是存在内存泄露，也可能是堆大小分配不合理。
Java虚拟机栈和本地方法栈
这两个区域的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务，在内存分配异常上是相同的。
在JVM规范中，对Java虚拟机栈规定了两种异常：1.如果线程请求的栈大于所分配的栈大小，则抛出StackOverFlowError错误，比如进行了一个不会停止的递归调用；2. 如果虚拟机栈是可以动态拓展的，拓展时无法申请到足够的内存，则抛出OutOfMemoryError错误。
直接内存
直接内存虽然不是虚拟机运行时数据区的一部分，但既然是内存，就会受到物理内存的限制。虽然在JDK1.4中引入的NIO使用Native函数库在堆外内存上直接分配内存，但直接内存不足时，也会导致OOM。
方法区
随着Metaspace元数据区的引入，方法区的OOM错误信息也变成了“java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace”。对于旧版本的Oracle JDK，由于永久代的大小有限，而JVM对永久代的垃圾回收并不积极，如果往永久代不断写入数据，例如String.Intern()的调用，在永久代占用太多空间导致内存不足，也会出现OOM的问题，对应的错误信为“java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space”
