Java虛擬機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)會(huì)把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個(gè)區(qū)域。分別為線程共享的方法區(qū)、堆和線程隔離的程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法棧。

• 程序計(jì)數(shù)器

  程序計(jì)數(shù)器可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。每個(gè)線程都擁有自己的程序計(jì)數(shù)器（指示該線程執(zhí)行到的位置），這部分內(nèi)存為線程“私有”的內(nèi)存。

  如果線程正在執(zhí)行java方法，這個(gè)計(jì)數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的java指令地址。如果正在執(zhí)行的是Native方法，這個(gè)計(jì)數(shù)器的值為空（Undefined）。

  這個(gè)內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在java虛擬機(jī)規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域。

• Java虛擬機(jī)棧

  Java虛擬機(jī)棧的生命周期與線程相同

  虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型。每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀（Stack Frame）用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。每個(gè)方法的執(zhí)行，就對(duì)應(yīng)一個(gè)棧幀的入棧到出棧。

  局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean,byte,char,short,int,float,long,double）、對(duì)象引用（reference類型）和returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的類型）。這些數(shù)據(jù)類型在局部變量表中的存儲(chǔ)空間以局部變量槽（Slot）來(lái)表示，其中64位長(zhǎng)度的long和double的數(shù)據(jù)會(huì)占用兩個(gè)局變量槽，其他類型只占用一個(gè)。局部變量表所需的內(nèi)存空間在編譯期間完成分配，方法運(yùn)行期間不會(huì)改變局部變量表的大?。ㄗ兞坎鄣臄?shù)量）。

  在Java虛擬機(jī)規(guī)范中，對(duì)這個(gè)區(qū)域規(guī)定了兩個(gè)異常狀態(tài)。如果線程請(qǐng)求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常。如果虛擬機(jī)?？梢詣?dòng)態(tài)擴(kuò)展，擴(kuò)展時(shí)無(wú)法申請(qǐng)到足夠的內(nèi)存，就會(huì)拋出OutOfMemoryError異常（HotSpot虛擬機(jī)的棧容量是不可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的，只要線程申請(qǐng)?？臻g成功了就不會(huì)有OutOfMemoryError，但如果申請(qǐng)失敗還是會(huì)拋出OutOfMemoryError）。

• 本地方法棧

  本地方法棧和虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用是相似的，他們之間的區(qū)別不過(guò)是虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。

  本地方法棧也會(huì)拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常。

• Java堆

  Java堆（Java Heap）是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊，是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建。

  Java堆的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有對(duì)象實(shí)例都在這里分配。（所有的對(duì)象實(shí)例一季數(shù)組都要在堆上分配）但是隨著JIT編譯器的發(fā)展與逃逸分析技術(shù)逐漸成熟，棧上分配、標(biāo)量替換優(yōu)化技術(shù)將會(huì)導(dǎo)致一些微妙的變化發(fā)生，所有對(duì)象都分配在堆上也漸漸變得不是那么“絕對(duì)”。

  Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域，因此也被稱作“GC堆”（Garbage Collected Heap）。由于現(xiàn)在收集器都采用分代收集算法，所以Java堆還可以細(xì)分為新生代、老年代、Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。從內(nèi)存分配的角度看，線程共享的Java堆中可能劃分出多個(gè)線程私有的本地線程分配緩沖區(qū)（Thread Local Allocation Buffer， TLAB）。

  根據(jù)Java虛擬機(jī)規(guī)范規(guī)定，Java堆可以處于物理上不連續(xù)的空間中，大小通過(guò)-Xms和-Xmx控制。如果Java堆中沒(méi)有內(nèi)存完成實(shí)例分配，堆也無(wú)法再擴(kuò)展時(shí)，Java虛擬機(jī)將會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。

• 方法區(qū)（Method Area、Non-Heap）

  方法區(qū)用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類型信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯后的代碼緩存等數(shù)據(jù)。

  在HotSpot虛擬機(jī)上，尤其是在JDK8以前，方法區(qū)又被稱為“永久代”，僅僅是因?yàn)镠otSpot虛擬機(jī)將GC分代收集擴(kuò)展至方法區(qū)。但這樣設(shè)計(jì)更容易遇到內(nèi)存溢出問(wèn)題，永久代有-XX:MaxPermSize的上限，而J9和JRocket只要不觸碰到進(jìn)程可用內(nèi)存上限就不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。（JDK1.7的HotSpot中，已經(jīng)將字符串常量池移出“永久代”， 到了JDK8， 終于完全廢棄了永久代的概念，改用與JRocket、J9一樣在本地內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)的元空間來(lái)代替）。

  根據(jù)Java虛擬機(jī)規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)方法區(qū)無(wú)法滿足內(nèi)存分配的需求時(shí)，將拋出OutOfMemoryError異常.

  運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool）是方法區(qū)的一部分。Class文件中，出了類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項(xiàng)信息是常量池表，用于存放編譯期生成的各種字面量和符號(hào)引用，這部分內(nèi)容將在類加載后進(jìn)入方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)常量池中存放。

• 直接內(nèi)存

  直接內(nèi)存（Direct Memory）不是虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域的一部分，也不是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的內(nèi)存區(qū)域。

  直接內(nèi)存使用Native函數(shù)庫(kù)直接分配堆外內(nèi)存，然后使用存儲(chǔ)在堆中的DirectByteBuffer對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。

  忽略直接內(nèi)存也可能導(dǎo)致OutOfMemoryError異常。（各大內(nèi)存區(qū)域加上直接內(nèi)存超過(guò)物理內(nèi)存，導(dǎo)致其他區(qū)域無(wú)法擴(kuò)展）。