JVM（一）JAVA 运行时数据区域
先说点题外话，最近看了不少技术书籍，每次看的时候都是一边看一边忘，忘得比看的还快呢 ~_~！。其实关于 JVM 的书也看了两遍了，但是现在好像又都忘干净了（真实哭笑不得），所以总是感觉徒劳无功。鉴于自己的忘性比较大，所以开始了这一个系列的专栏。本专栏的文章全部来自于网上各种资料的整理，主要是便于自己忘记之后在查看。欢迎大家一起学习，也欢迎大家批评指正！！！
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。如下图：
一、程序计数器
程序计数器（Program Counter Register） 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。在虚拟机的概念模型里，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执行字节码指令。
每条线程都有一个独立的程序计数器。
如果执行的是java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址。如果是native方法，计数器为空。此内存区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
二、Java 虚拟机栈
同样是线程私有。描述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（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。一个方法对应一个栈帧。
局部变量表存放了各种基本类型、对象引用和returnAddress类型（指向了一条字节码指令地址）。其中64位长度long 和 double占两个局部变量空间，其他只占一个。
规定的异常情况有两种：1、线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出*Error异常；2、如果虚拟机可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，就抛出OutOfMemoryError异常。
注：经常有人把Java内存区分为堆内存（Heap）和栈内存（Stack），这是一种比较粗糙的分法。而其中的“栈”就是现在所说的虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中局部变量表部分。
三、本地方法栈
和Java虚拟机栈很类似，不同的是本地方法栈为Native方法服务。
四、Java 堆
Java 堆是 Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块。由所有线程共享，在虚拟机启动时创建。此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。
Java 堆是垃圾收集管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC堆”。从内存回收的角度来看，由于现在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆中还可以细分为：新生代和老年代；在细致一点的有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。
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，将会抛出抛出OutOfMemoryError异常。
五、方法区
方法区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。
当方法区无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError。
绝大部分 Java 程序员应该都见过 “java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space “这个异常。这里的 “PermGen space”其实指的就是方法区。不过方法区和“PermGen space”又有着本质的区别。前者是 JVM 的规范，而后者则是 JVM 规范的一种实现，并且只有 HotSpot 才有 “PermGen space”，而对于其他类型的虚拟机，如 JRockit（Oracle）、J9（IBM） 并没有“PermGen space”。
在 JDK 1.8 中， HotSpot 已经没有 “PermGen space”这个区间了，取而代之是一个叫做 Metaspace（元空间） 的东西。
六、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（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，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。
运行时常量池相对于Class文件常量池的一个重要特征是具备动态性，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才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得比较多的便是String类的intern()方法。
当方法区无法满足内存分配需求时，抛出OutOfMemoryError。
七、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。但是这部分被频繁使用，也可能导致OutOfMemoryError异常。所以也来介绍一下。
JDK1.4加入了NIO（New Input/Output）类，引入一种基于通道（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。因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据，提高了性能。
当各个内存区域总和大于物理内存限制，抛出OutOfMemoryError异常。