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。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间。根据Java虚拟机规范，包括以下几个运行时数据区。
一、程序计数器
内存空间：较小。
作 用：当前线程所执行的字节码的行号指示器。
特性分析：Java虚拟机的多线程的执行是由线程轮流切换并分配处理器执行时间来完成的。在确定的某个时刻，一个处理器只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，各个线程之间计数互不影响，独立存储。
是线程私有的内存区域。
记录值：如果线程执行的是Java方法，那么记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址；如果线程执行的是Native方法，那么这个值为空。
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的区域。
二、Java虚拟机栈
是线程私有的，生命周期与线程相同。
作用：描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都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。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在栈中的入栈和出栈过程。
虚拟机栈中的局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double），对象引用。
引用类型不等同于对象本身，根据不同的虚拟机实现，它可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能指向一个代表对象的句柄。
64位长度的long和double类型的数据会占用两个局部变量表空间（Slot），其余的数据类型只占用一个。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。
在Java虚拟机规范中，对虚拟机栈规定了两种异常情况：
（1）、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。
（2）、如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
三、本地方法栈
作用：与虚拟机栈是相似的。
区别：虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈为虚拟机执行Native方法服务。
也会抛出StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常。
四、Java堆
内存空间：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。
唯一目的：存放对象实例，几乎所有对象实例都在这里分配内存。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，很多时候也被称为GC堆。
内存回收角度：Java堆分为新生代和老年代，再细致一些有Eden空间、From Survivo空间、To Survivor空间。
内存分配角度：可划分出多个线程私有的分配缓冲区（TLAB）。
无论如何划分，都与存放内容无关，无论哪个区域，存储的都是对象实例，进一步划分只是为了更好的回收内存或者更快的分配内存。
Java堆可以处于物理上的不连续内存空间中，只要逻辑上连续即可。在实现上，既可以是固定的，也可以是可扩展的。
如果在堆中没有内存完成实力分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
五、方法区
方法区和Java堆一样，也是各个线程共享的区域，也可以处于不连续的物理内存空间，也可选择固定或者可扩展。
作用：用于存储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。
在方法区很少进行垃圾收集行为，在这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和类型的卸载。
当无法满足内存分配需求时，将会出现OutOfMemoryError异常。
六、运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。
Class文件中的常量池信息（用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用）在类加载后存放到运行时常量池中。
Java虚拟机对Class文件的每一个部分的格式都有严格的规定，每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求，这样才能被虚拟机认可、装在和执行。但是对运行时常量池，Java虚拟机规范没有做任何细节的要求。不同的供应商实现的虚拟机可以按照自己的需要来实现这个内存区域。
运行时常量池相对于Class文件中的常量池的另外一个重要特征就是具备动态性，Java语言要求常量不一定只能在编译期间产生，运行期间也可以将新的常量放入运行时常量池。比如String类的intern()方法。
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容区域。但是也会出现OutOfMemoryError异常。