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，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域，如下图所示。
一、程序计数器
程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看做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需要执行的字节码指令，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并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，一个处理器都只会处理一个线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置。每条线程都要有独立的程序计数器，各条线程之间的计数器不会互相影响，独立储存，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Native方法，这个计数器的值则为空（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。
二、Java虚拟机栈
与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于储存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
局部变量表中存放了各种编译期可知的各种数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用和returnAddress类型（指向一条字节码指令的地址）。
在Java虚拟机规范中，对这个区域定义了两种异常情况：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机可以动态扩展（大部分虚拟机都可以动态扩展），如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
三、本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，他们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机直接把本地方法栈和虚拟机方法栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
四、Java堆
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堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有对象实例都在此处分配内存。
Java堆是垃圾回收器管理的主要区域，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。
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。在实现时，既可以实现固定大小的，也可以实现可扩展的，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OutOfMemoryError异常。
五、方法区
方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于储存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。
方法区除了和Java堆一样不需要连续的内存空间和可以选择固定大小或者可扩展外，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见的，但并非数据进入方法区就“永久”存在了。这个区域的内存回收主要针对的是常量池的回收和类型的卸载，一般来说，这个区域的回收效果很难让人满意，尤其是类型的卸载，条件相当的苛刻，但这部分区域的回收确实是有必要的。
六、运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件除了有类的版本、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。运行时常量池是方法区的重要的一部分，受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时就会抛出OutOfMemoryError异常。
总结：
上面文章中描述的主要是Java虚拟机内存中区域的划分，以及各个区域的主要作用以及几种抛出OutOfMemoryError的情况。