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
有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而一直存在，有些区域则是
依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。根据《Java虚拟机规范》的规定，Java虚拟机所管理的内
存将会包括以下几个运行时数据区域。
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Java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
值来选取下一条需要执行的字节码指令，它是程序控制流的指示器，分支、循环、跳转、异常处理、
线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。
由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换、分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一
个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）都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执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线
程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。
如果线程正在执行的是一个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的地址；
如果正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（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。
Java虚拟机栈
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）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方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java虚拟机都 会同步创建一个栈
帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调
用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
- 局部变量表存放了编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、
int、 float、long、double）、对象引用（reference类型，它并不等同于对象本身，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者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）。
Java虚拟机规范中，对该区域规定了这两种异常情况：
- 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，讲抛出StackOverflowError异常；
- 虚拟机栈可以动态拓展，当扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机
栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native）
方法服务。
Java堆
对大多数应用来说，Java堆（Heap）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。该内存区域唯一的目的就是存放对象实例，
Java 世界里“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。在《Java虚拟机规范》中对Java堆的描
述是：“所有的对象实例以及数组都应当在堆上分配”（随着JIT编译器发展等技术成熟，所有对象
分配在堆上也渐渐不是那么“绝对”了）。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。
根据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，
就像我们的磁盘空间一样（或者说，像链表一样虽然内存上不一定连续，但逻辑上是连续）。如果在堆
中没有内存完成实例分配，而且堆也没办法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，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。
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
小或者可拓展外，还可以选择不实现垃圾收集。该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。
Java虚拟机规范规定，当方法区无法满足内存分配需求时，讲抛出OutOfMemoryError异常。
运行时常量池
运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分，Class文件中除了有关类的版本、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文件常量池的另一个重要特征是具备动态性，Java语言并非不要求常量一
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，
运行期间也可以将新的常量池放入池中。
直接内存
直接内存（Direct Memory）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，所
以我们放到这里一起讲解。
在JDK 1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（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堆里面的
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。
显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，则肯定还是会受到本机
总内存（包括物理内存、SWAP分区或者分页文件）大小以及处理器寻址空间的限制，一般服务器管理员
配置虚拟机参数时，会根据实际内存去设置-Xmx等参数信息，但经常忽略掉直接内存，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。