前言
要想学习好 Java，Java虚拟（JVM）的学习是绕不开的。学习 Java虚拟（JVM）首先就要先了解的就是Java虚拟（JVM）运行时数据区。
在Java语言和虚拟机规范中对运行时数据区进行了简单的说明，具体内容：Java虚拟机定义了在程序执行期间使用的各种运行时数据区域。其中一些数据区域是在Java虚拟机启动时创建的，仅在Java虚拟机退出时销毁。其他数据区域是每个线程私有的。线程数据区域是在线程创建时创建，线程销毁时销毁的。
那么上面所说的各种运行时数据区域如下：
- 程序计数器
- Java 虚拟机栈
- 本地方法栈
- 堆
- 方法区
- 直接内存
该文介绍 带你了解上述6种运行时数据区的定义，作用、是否线程私有、生命周期，可能出现的异常。
准确来讲应该是5种运行时数据区，因为直接内存不属于虚拟机规范运行时数据区的内存。
程序计数器
程序计数器是记录当前线程正在执行的Java虚拟机指令一块内存空间，Java虚拟机指令包括：循环，跳转，异常处理等。在多线程运行中（Java 虚拟机多线程是轮流切换给处理器执行的）。可以保证线程切换后可以恢复到正确的执行位置。
程序计数器是线程私有，每个线程都有一个独立的程序计数器。生命周期与线程一致，是唯一一个没有 OutOfMemoryError 的区域。
需要注意的是：如果线程执行的是Java 方法，计数器保存的是 Java虚拟机指令。如果线程当前正在执行该方法 native，计数器保存的是空（Undefinde）
Java 虚拟机栈
Java 虚拟机栈是用来记录Java 方法执行过程的内存区域。当我们方法在创建时会创建一个栈帧用于存储局部变量，动态链接，方法出口等信息。方法的执行就是栈帧在Java 虚拟机栈中的入栈和出栈过程。
Java 虚拟机栈是线程私有的，生命周期和线程相同。Java 虚拟机栈中线程请求栈的深度大于虚拟机允许的深度将抛出StackOverflowError，如果扩展无法申请到足够的内存抛出 OutOfMemoryError 异常。
-Xss设置虚拟机栈的大小
本地方法栈
本地方法栈和Java 虚拟机栈一样，区别在于本地方法栈执行的是Native方法，而Java 虚拟机栈执行的是Java方法。
本地方法栈也会抛出StackOverflowError 和 OutOfMemoryError异常。
我们的Sun HotSopt 直接将本地方法栈和Java 虚拟机栈 合二为一。
堆
堆也被成为GC 堆，用于存放对象实例内存区域。它是线程共享的，也是垃圾收集器管理主要区域。
堆内存在虚拟机启动时进行创建，Java虚拟机退出时销毁。如果堆中没有内存存放我们创建的实例，并且无法进行扩展时 会抛出 OutOfMemoryError 异常
方法区
方法区用来存储已加载类的信息，常量， 静态变量， 即时编译器编译后的代码的内存区域。也被称之为非堆和永久代。
方法区是线程共享的内存区域，该内存在虚拟机启动时进行创建，Java虚拟机退出时销毁。垃圾收集器主要对方法区中的类型卸载 和常量池的内存回收 。方法区无法满足内存分配时将抛出 OutOfMemoryError 异常
JDK1.8以前方法区的实现是永久代，JDK 1.8 将方法去移除了，通过元空间将其替代。
官方说明:
参照JEP122：http://openjdk.java.net/jeps/122，原文内容如下：
This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation.
即： 移除永久代是为融合HotSpot JVM与 JRockit VM而做出的努力，因为JRockit没有永久代，不需要配置永久代。
元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
摘抄自–余磊博客 JDK8-废弃永久代（PermGen）迎来元空间（Metaspace）
运行时常量池
运行时常量池 是方法区的一部分 该区域用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用。在类加载后存放到运行时常量池中。当常量池无法在申请到内存时抛出OutOfMemoryError 异常
直接内存
它不是java 虚拟机中规定的内存，但是容易被我们忽视。直接内存受我们的本机总内存的影响 如果 Java虚拟器内存过大 导致我们的直接内存无法扩展是会抛出 OutOfMemoryError 异常
JDK1.4 引入 NIO 通过通道与缓存的I/O方式 它可以使用Native 函数库直接分配的堆外内存 而这个存储就是我们直接内存。
参考文献
- 深入理解Java虚拟机 JVM 高级特性与最佳实践
- Java语言和虚拟机规范：https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html
- JDK8-废弃永久代（PermGen）迎来元空间（Metaspace）：https://www.cnblogs.com/yulei126/p/6777323.html
