JVM运行时数据区域

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。

程序计数器

程序计数器可以看作是当前线程锁执行的字节码的行号指示器。每个线程都需要一个独立的程序计数器，各线程计数器互不影响，他是线程私有的。

如果线程正在执行一个Java方法，计数器记录的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，计数器值则为空。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMenoryError情况的区域。

Java虚拟机栈

虚拟机栈是线程私有的，生命周期与线程相同。虚拟机栈秒速的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于储存局部变量表等信息。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道出栈的过程。

虚拟机栈中局部变量表的部分其实就是我们常说的栈内存。此处存放了编译期可以知道的各种基本数据类型和对象引用。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，其余数据类型只占用一个。此部分所需的内存空间在编译期间完成分配，方法运行期间不会改变变量表的大小。

Java虚拟机规范中，对于这个区域规定了两种异常状态。
1. StackOverflowError：线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度。
2. OutOfMemoryError：如果虚拟机可以动态扩展，扩展时无法申请到足够的内存。

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stack）和虚拟机栈所发挥的作用是相似的。虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务。本地方法栈为虚拟机使用到的Native方法服务。本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

Java堆

Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。此内存区域的卫衣目的就是存放对象实例。Java堆也是垃圾收集器管理的主要区域，也被称作GC堆。在内存分享的角度上，Java堆可能划分出多个线程私有的分配缓冲区。

Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要是逻辑上的连续即可。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。

方法区

方法区也是各个线程共享的内存区域。用于存储以及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。Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分。当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。

运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，编译期生成的各种字面量和符号引用将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

*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的使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。

在JDK1.4中新加入了NIO类，，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。

直接内存会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。当各个内存区域总和大于物理内存区域限制时，会导致OutOfMemoryError异常。

学习资料：

• 深入理解Java虚拟机