Java虚拟机定义了程序执行期间使用的各种运行时数据区域。有的区域随着虚拟机的启动而存在并随着虚拟机的退出而销毁。有的数据区域是每个线程所独有的，随着线程的创建而创建并随着线程的退出而销毁。
1.1 程序计数器（program counter register）
程序计数器是一块较小的内存区域，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每个线程都需要有一个独立的程序计数器。位于线程私有内存。
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Native方法，这个计数器值则为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。
1.2 Java虚拟机栈(JVM Stack)
每一个Java虚拟机线程都有一个私有的Java虚拟机栈，与线程同时创建。
Java虚拟机栈用于存储帧(frame)。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。当方法执行完成的时候，帧就被销毁了，无论方法是正常返回还是抛出未捕获的异常而中断。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。Java虚拟机栈的内存不需要是连续的
经常所说的栈内存(Stack)指的就是虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中的局部变量表部分。
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(reference类型，它不等同于对象本身，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)。
其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间(Slot)，其余的数据类型只占用1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。
Java虚拟机栈存在以下两种异常状况：
- 如果线程计算请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常。
- 如果虚拟机栈可以动态扩展(当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展)，并且尝试扩展时无法申请到足够的内存或者没有足够的内存可用于为新线程创建初始Java虚拟机栈时，将抛出OutOfMemoryError异常。
1.3 本地方法栈(Native Method Stack)
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务。
与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
1.4 堆(Heap)
对于大多数应用来说，Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程所共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存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堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称为“GC堆”。Java堆可以位于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。在实现时，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的(通过-Xmx和-Xms控制)。如果在堆中没有足够内存完成实例分配，并且堆也无法扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
1.5 方法区(Method Area)
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，例如运行时常量池、属性和方法的数据、方法和构造器的代码，以及类和接口初始化和实例初始化中使用的特殊方法。
方法区不需要连续的内存，可以选择固定大小或者可扩展，还可以选择不实现垃圾收集。相对而言，垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的，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。如果方法区的内存无法满足分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
1.6 运行时常量池(Run-Time Constant Pool)
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，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。
每一个运行时常量池都从JVM方法区分配内存，类或接口的运行时常量池是在Java虚拟机创建类或接口时构建的。
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，Java语言并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文件中的常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的变量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法。
当创建类或接口时，如果无法从JVM方法区申请足够的内存来构造运行时常量池时，将抛出OutOfMemoryError异常。
重要总结：
1. 永久代的变更到废除
变更(字符串常量池移到了堆)：
在JDK6以及其前期的JDK版本中，永久代用于存储类信息和字符串常量池。
在JDK7中，永久代只用于存储类信息，字符串常量池在堆中存储。
废弃(被Metaspace取代)：
在JDK7以及其前期的JDK版本中，堆内存通常被分为两块区域，新生代(young
generation)和老年代(old generation)：显示如下图：
永久代(Permanent Generation for
VM Matedata)和代码缓存区(code cache area)属于非堆内存。
在JDK8中把存放元数据的永久代废弃，类信息存储到了在本地内存(native memory)
中叫Metaspace的区域，JDK8中JVM堆内存结构就变成了如下：
2. 方法区位置变化
在JDK7以及之前的版本，方法区是永久代的一部分，在JDK8中方法区是Metaspace的一部分。
