- 注：有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。
1、程序计数器
- 程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
- 为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，互不影响，独立存储，称为“线程私有”的内存。
- 如果正在执行的是Native方法，这个计数器值则为空（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。
2、Java虚拟机栈
- Java虚拟机栈是线程私有的，它的生命周期与线程相同。
- 虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时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。
- 每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
局部变量表
* 局部变量表存放了编译期可知的各种基本类型、对象引用（reference类型，它不等同对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。
* 其中64位长度的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1个。
* 局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中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。
- Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；
- 如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
3、本地方法栈
- 虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。
- 有的虚拟机（如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
- 本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
4、Java堆
- Java堆是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就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
- 注：Java虚拟机规范中描述是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配，但是随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换（逃逸分析与标量替换的相关内容）优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也不是绝对了。
- Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，也称为“GC堆”。
- 从内存回收角度看，现在收集器采用分代收集算法，所以Java堆可以细分：新生代和老年代；再细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。
- 从内存分配角度看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）。
- 进一步划分的目的是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。
- Java虚拟机规范的规定，Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。
- 在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过-Xmx和-Xms控制）。
- 如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
5、方法区
- 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、即时编译器编译后的代码等数据。
- 很多人把方法区称为“永久代”，因为HotSpot虚拟机的设计团队把GC分代收集扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法区而已，这样HotSpot的垃圾收集器可以像管理Java堆一样管理这部分内存，能够省去专门为方法区编写内存管理代码的工作。
- 使用永久代来实现方法区并不是一个好主意，因为这样更容易遇到内存溢出问题（永久代有-XX:MaxPermSize），而且有极少数方法（例如String.intern()）会因这个原因导致不同虚拟机下有不同的表现。
- 在目前已经发布的JDK1.7的HotSpot中，已经把原本放在永久代的字符串常量池移出。
- Java虚拟机规范对方法区的限制非常宽松，除了和Java堆一样不需要连续的内存和可以选择固定大小或者可扩展外，还可以选择不实现垃圾收集。
- 这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。
- 根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
6、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，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符合引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。
- 一般来说，除了保存Class文件中描述的符号引用外，还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。
- 运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用比较多的便是String类的intern()方法。
- 当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
7、直接内存
- 直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。
- 在JDK1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，引用了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）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，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。
- 本机直接内存的分配不受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，肯定还是会受到本机总内存（包括RAM以及SWAP区或者分页文件）大小以及处理器寻址空间的限制。
- 服务器管理员在配置虚拟机参数时，会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但经常忽略直接内存，使得各个内存区域总和大于物理内存限制（包括物理的和操作系统级的限制），从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。
