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，我们称之为运行时数据区域。
这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间。有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，可以被所有线程共享；有的区域则是依赖线程的启动和结束，只能由该线程使用。一般情况下Java虚拟机运行时数据区域如下图所示：
如上图所示，Java虚拟机将其管理的内存主要分为2大块，一块为线程共享，一块为非线程共享即线程私有。Java虚拟机在初始运行的时候都会分配好 Method Area和 Heap，而每遇到一个线程，都会为该线程分配一个 Program Counter Register、 VM Stack、 Native Method Stack，当该线程终止时，这三者所占用的内存也会被释放掉。非线程共享的那3个内存区域与线程的生命周期相同，而线程共享的内存区域与Java应用程序的生命周期相同，所以系统垃圾回收主要发生在线程共享的内存区域上（主要发生在 Heap上）。
1.Java堆（Heap）
Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在Java虚拟机启动时创建。几乎所有的对象实例以及数组都要在堆上分配内存，Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，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。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法扩展时，将会抛出OutOfMemoryError的异常。
2.方法区（Method Area）
方法区同样也是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、静态常量、JIT(即时编译器)编译后的代码等数据。垃圾回收在这个区域比较少出现，这个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。同样，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
3.程序计数器（Program Counter Register）
它的作用可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，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。
此内存区域是唯一一个不会发生OutOfMemoryError情况的区域。
4.Java虚拟机栈（VM Stack）
与程序计数器一样，它也是线程私有的，与线程的生命周期一样。对于栈来说不存在垃圾回收的问题，只要线程一结束，该栈所占内存就被释放回收了。
Java虚拟机栈描述的是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（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。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧入栈、出栈的过程。
当一个方法A被调用时，就会创建一个栈帧F1并被压入到栈中，A方法又调用了B方法，于是又会创建一个栈帧F2压入到栈中，方法B执行完毕后，栈帧F2出栈，然后方法A执行完毕，则栈帧F1出栈。
这个区域有2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，将抛出StackOverflowError异常；
- 1如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
5.本地方法栈（Native Method Stack）
虚拟机栈是为虚拟机执行Java方法服务，本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。
6.非虚拟机管理的内存区域
除了前面提到的5个虚拟机运行时数据区，还有一个我们称之为直接内存（Direct Memory）的内存区域，它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。
在Java的NIO中，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函数直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆里的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
