JVM内存划分:
- 方法区(线程共享): class对象，常量，静态变量，运行时常量池，JIT编译后的机器码也在方法区存放。
- 堆区(线程共享): 对象，字符串常量池在堆区，垃圾回收的主要场地。
- 程序计数器(PC寄存器,线程私有): 当前线程执行的字节码的位置指示器，也就是说指向当前正在运行的指令地址。
- java虚拟机栈(栈内存，线程私有): 保存局部变量表，基本数据类型，堆内存中对象的引用变量，以及方法的返回地址。
- 本地方法栈(c栈): 为JVM提供使用native方法的服务。
jdk1.7和1.8JMM的区别:
最大的区别就是: 元数据取代了永久代 ，元空间的本质和永久代相似，都是对JVM规范中方法区的实现，其元空间和永久代之间的最大区别在于:元数据空间不再虚拟机中，而是在本地内存中 。
1，程序计数器(PC寄存器)：
程序计数器定义:
程序计数器是一块较小的内存空间，是当前线程正在执行哪一条字节码指令的地址，若正在执行的是一个本地方法，那么此时程序计数器的值就为空Undefined 。
程序计数器的作用：
- 字节码解释器通过改变程序计数器来依次获取指令，从而实现代码的流程控制。
- 在多线程情况下，程序计数器记录的是当前线程执行的执行位置情况，在线程上下文切换回来后，就直到上次执行到哪了。
程序计数器的特点：
- 一块较小的内存空间。
- 线程私有。
- 生命周期:随着线程创建而创建，消亡而消亡。
- 唯一一个不会抛出OutOfMemoryError的内存区域。
2，java虚拟机栈:
定义：
描述java方法运行过程的内存模型。
栈是什么：
栈也称栈内存，主要负责java程序的运行，在线程创建时被创建，它的生命周期和线程的生命周期保持同步，线程结束栈内存也随之释放。 栈不存在垃圾回收问题 ，只要线程一结束该栈就消亡，方法执行完毕，栈帧就被弹出。
栈存储什么：
栈帧主要保存三类数据;
- 本地变量: 数据参数和输出参数以及方法中的局部变量。
- 栈操作: 记录出栈，入栈操作。
- 栈帧数据: 类文件，方法等。
栈运行原理:
栈中的数据以栈帧的格式存在(一个方法产生一个栈帧)，栈帧是一个内存区块，是一个有关方法和运行期数据的数据集，当一个方法A被调用时就产生了一个栈帧F1，并被压入到栈中，A方法又调用了B方法，于是产生栈帧F2也被压入栈，B方法又调用了C方法，于是产生栈帧F3也被压入栈…… 依次执行完毕后，先弹出后进…F3栈帧，再弹出F2栈帧，再弹出F1栈帧。
遵循“先进后出原则”。
压栈出栈过程示例：
java虚拟机会为每一个即将运行的java方法创建一个叫做“栈帧”的区域，用于存放该方法运行过程中的一些信息:局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口信息等。
局部变量表:
存放了编译器可知的基本数据类型，对象引用(reference类型，它不等同于对象本身，可能是指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个对象代表的句柄或其它与此对象相关的位置)和returnAddress类型(指向了一条字节码指令地址)。long和double类型的数据会占用两个局部变量空间(slot),其余数据类型只占用1个， 局部变量表所需要的内存空间在编译期间完成分配。 所以在运行期间不会改变局部变量表的大小。
压栈出栈过程: 每个虚拟机栈中，活动栈帧只有一个。
当方法运行过程中需要局部变量时，就将局部变量的值存入栈帧的局部变量表中。
java虚拟机栈的栈顶是当前正在执行的活动栈，也就是正在执行的方法，PC寄存器也会指向这个地址 ，只有活动的栈帧的本地变量才可以被操作数栈操作，当前栈帧调用另一个方法时，与之对应的栈帧又会被创建，新创建的栈帧压入栈顶，变成当前活动栈帧，方法执行结束后，当前栈帧的返回值变成新的活动栈帧的操作数栈中的一个操作数 ，如果没有返回值，那么新的活动栈帧中操作数栈的操作数没有发生变化。
- 由于java虚拟机栈是线程私有的，数据不会共享，因此不用关心数据一致性问题，也不会存在同步锁的问题。
虚拟机栈特点:
- 局部变量表随着栈帧的创建而创建，它的大小在编译时确定，创建时只需分配事先规定的大小即可，在方法运行过程中，局部变量表的大小不会发生变化。
- java虚拟机会出现两种异常:StackOverFlowError和OutOfMemoryError。
- StackOverFlowError: 当前虚拟机栈的大小不允许动态扩展 ，那么当前线程请求的栈的深度超过当前的虚拟机栈的最大深度时，会抛出次异常。
- OutOfMemoryError: 当前虚拟机栈的大小允许动态扩展 ，那么当前线程请求的栈的深度用完无法在动态扩展时，会抛出此异常。
- java虚拟机是线程私有的，随着线程的创建而创建，消亡而消亡。
3，本地方法栈(c栈):
定义:
是为了JVM运行native方法准备的空间，由于很多native方法都是c语言实现，所以也叫c栈，与虚拟机栈实现的功能类似，只不过本地方法栈是用来描述本地方法运行过程的内存模型 。
栈帧变化过程:
本地方法被执行时，在本地方法栈也会创建一块栈帧用来存放该方法的局部变量表/操作数栈/动态链接/方法出口信息 ；方法结束后，相应的栈帧也会出栈并且释放内存空间。也会抛出StackOverFlowError(未动态扩展) 和OutOfMemoryError(可动态扩展) 异常。
4， 堆：
定义:
堆是用来存放对象的内存空间，几乎所有的对象都存储在堆里。
堆的内存空间是JVM中最大的 ，应用的对象和数据都存储在堆中，这块区域是线程共享的，也是gc主要的回收区，一个JVM只有一个堆内存 ，堆内存的大小是可以调节的 ，类加载器读取类文件后，需要把类，方法，常变量放到堆内存 中，以便执行器执行，
堆内存主要分三部分:
新生区(新生代):
新生区是类诞生，成长，消亡的区域 ，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。
新生区又分为两部分伊甸区(Eden space)和幸存者区(Survivor space) 。所有的类都是在eden区被new出来的。
Survivor有两个: 0区和1区。当eden区快用完时，垃圾回收器就会对eden区进行垃圾回收(Minor GC)，将eden区中剩余存活对象移动到Survivor 0区中，若0区也满了，则再次进行GC然后移动到1区，如果1区也满了，则移动到老年代。若老年代也满了，那么将进行Major GC(Full FC) 对老年代内存进行清理，若老年代执行Full GC之后依然发现无法进行对象的保存，就会产生OutOfMemoryError 异常。
如果出现java.lang.OutOfMemoryError: java heap space异常，说明java虚拟机的堆内存不够。
- 原因:
- java 虚拟机的堆内存设置不够，可以通过参数**-Xms(设置初始分配大小),-Xmx(设置最大分配大小)** 来调整。
- 代码中创建了大量的大对象，并且长时间不能被GC（存在被引用）。
养老区(老年代)：
老年代用于保存从新生代筛选出来的对象，一般对象都在这个区域活跃。
永久区(永久代):
永久存储区是一个常驻内存区域，用于存放JDK自身所携带的class，interface的元数据 也就是说存储的是运行环境必须的类信息 ，被装载进此区域的数据是不会被GC回收掉的，关闭JVM才会释放此区域所占用的内存。
如果出现java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 说明java虚拟机对perm内存设置不够。
- 原因：
- 程序启动需要加载大量第三方的jar包。 例如：在一个Tomcat下部署太多的应用。
- 大量动态反射生成的类不断被加载，最终导致Perm区被占满。
注意：
- jdk1.6之前:常量池分配在永久代。
- jdk1.7:有，但已经逐步“去永久代”。
- jdk1.8及以后：无(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,这种错误将不会出现在JDK1.8中)。
方法区和堆内存的异议：
方法区和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储虚拟机加载的：类信息+普通常量+静态常量+JIT编译后的机器码等 虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它有一个别名叫Non_Heap(非堆),目的就是要和堆分开。
永久代是方法区的一个实现，jdk1.7中，已经将原本放在永久代的字符串常量池移到堆里面
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，还有一项就是常量信息(字面量)，这部分内存将在类加载后进入方法区的运行时常量池存放 。
堆的特点：
- 线程共享，整个java虚拟机只有一个堆，所有线程都访问同一个堆。
- 在JVM实例启动时创建。
- 是垃圾回收的主要场地。
- 分为新生代和老年代；
不同的区域存放着不同生命周期的对象，这样可以根据不同区域使用不同的垃圾回收算法，更具针对性。堆的大小也可以固定也可以扩展 ，对于主流虚拟机，大小是可以扩展的，因此当线程请求分配内存，但是堆已满且内存无法在扩展，就抛出OutOfMemoryError异常。
下面是堆java堆介绍的总结：
- 在虚拟机启动时就被创建。
- 是所有线程共享的内存区域。
- 存储了被自动内存管理系统所管理的各种对象。
- 这些受管理的对象无需，也无法显示地被销毁。
- 自动内存管理系统： Automatic StorageManagement System， 也就是常说的Garbage Collector(垃圾收集器)
- 并未指名用什么具体的技术去实现自动内存管理系统。
- java堆的容量是可以固定大小的，也可以随着程序执行的需求动态扩展，并在不需要过多空间时自动收缩。
- java 堆所使用的内存不需要保证连续性。
- 如果实际所需的堆超过了自动内存管理系统能提供的最大容量，那么就会抛出OutOfMemoryError异常。
- 实现者应当提供给程序猿或者最终用户调节java初始堆容量的手段。
- 对于可以动态扩展或者收缩java堆来说，则应该提供调节其最大最小容量的手段
- 所有对象的实例以及数据都要分配在堆上。
5，方法区：
定义：
JVM规范定义方法区是堆的一个逻辑部分，方法区存放以下信息，已被虚拟机加载的类信息/常量/静态变量/JIT编译后的机器码。
特点:
- 线程共享：方法区是堆的一个逻辑部分，因此和堆一样，都是线程共享的，一个JVM实例只有一个方法区。
- 永久代 : 方法区中信息一般需要长期存在，而它又是堆的逻辑分区，因此用堆划分的方法，把方法区称为永久代。 jdk1.8之后永久代被元空间所代替，字符串常量池方法堆中。
- 内存回收的效率低，方法区中的信息一般需要长期存在，回收一遍只有少量无效信息，主要回收目标：对常量池的回收，对类型的卸载 。
- JVM规范对方法区的要求比较宽松，和堆一样，允许固定大小，也允许动态扩展，还允许不实现垃圾回收 。
运行时常量池:
方法区存放信息:类信息，常量，静态变量，JIT编译后的机器码。常量就存放在运行时常量池中，当类被JVM加载后，class文件中的常量就存放在运行时常量池，而且在运行期间，可以向常量池中添加新的常量， 如String类的intern()方法就能在运行期间向常量池中添加字符串常量。 注:字符串常量池1.8移到堆中，这里针对1.7 。
6，直接内存(堆外内存):
直接内存是除JVM之外的内存，但是可能会被使用。
操作直接内存:
在NIO中引入了一种基于通道和缓存的IO方式，它可以调用本地方法直接分配JVM之外的内存，然后通过一个存储在堆中的DirectByteBuffer对象直接操作该内存，而无需将外部内存中数据复制到堆中在进行操作，从而提高数据操作的效率，而直接内存的大小不受JVM限制，但是依然会抛出OutOfMemoryError异常。
直接内存和堆内存比较：
- 直接内存申请空间耗费更高的性能。
- 直接内存读取I/O性能优于普通的堆内存。
- 直接内存作用链：本地IO–>直接内存–>本地IO
- 堆内存的作用链：本地IO–>直接内存–>非直接内存–>直接内存–>>本地IO
服务器管理员在配置虚拟机参数时,会根据实际内存设置 -Xmx等参数信息,但经常忽略直接内存,使得各个内存区域总和大于物理内存,从而导致动态扩展时出现OutOFMemoryError。