运行时数据区
Java 虚拟机运行时数据区包括：
堆、方法区；
虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器
1 程序计数器
程序计数器是一块较小的内存空间，可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。代码的分支、循环、跳转、异常处理、线程切换等操作都需要用到程序计数器。
每个线程都需要一个独立的程序计数器，保证各不影响，这类内存区域称为“线程私有”的内存。
程序计数器是唯一一个不会发生 OOM 的内存区域。
2 Java 虚拟机栈
Java 虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。
每个方法在执行时，都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数表、动态链接、方法出口等信息。方法从调用到执行完成，就对应栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈出栈的过程。栈帧的生命周期与它对应的方法相同。
局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean），对象引用（reference 类型）和 returnAddress 类型（指向了一条字节码指令的地址）。
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。
抛出异常：
当栈深度大于虚拟机允许的深度，将抛出 StackOverflowError 异常。当虚拟机栈扩展时，如果没有申请到足够的内存，将抛出 OutOfMemoryError 异常。
3 本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈非常相似，虚拟机栈为 java 方法服务，本地方法栈为 Native 方法服务，
虚拟机规范中没有对本地方法栈强制规定，所以本地方法栈的实现比较灵活，如 HotSpot 虚拟机就将虚拟机栈和本地方法栈合而为一。
本地方法栈也会抛出 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError 异常。
4 Java 堆
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。几乎所有的对象实例都存放在这里（新技术的发展、优化，有的对象可以不存放在堆里）。
- 从内存回收的角度，Java 堆可以分为新生代（
Eden 空间、Form Survivor 空间、To Survivor 空间）、老年代。 - 从内存分配的角度，Java 堆可以分为多个线程私有的分配缓冲区。
可以通过 -Xmx、-Xms 来控制 Java 堆的大小。如果内存不足且无法扩展时，会抛出 OOM 异常。
-Xmx：memory max
-Xms：memory start
5 方法区
方法区也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、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
如何实现方法区属于虚拟机实现细节，不受虚拟机规范约束。早期的 HotSpot 虚拟机用 GC 分代算法中的永久代来实现方法区。但这样方法区的内存就限制在了-XX:MaxPermSize声明的数值里，超出就会OOM，而永久代的GC条件非常苛刻，这会很容易导致 OOM。
在 JDK1.7 的 HotSpot 中，已经把原来放在永久代的字符串常量池移出到了 Java 堆中。
在 JDK1.8 中，已经移除了永生代。将类元数据放到 Native Memory 中，将常量池和静态变量放到 Java 堆里。见 JVM 移除永久代。
6 运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。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。
字面量：文本字符串、声明为 final 的常量值。
符号引用：
- 类和接口的全限定名
- 字段的名称和描述符
- 方法的名称和描述符
Java 语言并不要求常量一定只有在编译期才能产生，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，运行期间也可能将新的常量放入池中，如 String.intern 方法。
运行吃常量池也可能抛出 OOM 异常。
7 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存区域。但这部分内存也被频繁地使用，也可能抛出 OOM，所以一起讲解。
在 JDK 1.4 中加入了 NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channel）与缓存（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 堆中的 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。
这部分内存不受到 Java 堆大小的影响，但还会受到本机总内存影响。如果配置时忽略了它，很可能导致OOM。