——本文主要内容自《深入理解Java虚拟机》
Java能够完成Write Once，Run Anywhere的跨平台创举就是因为其虚拟机，要想深入学习Java，那么虚拟机是Java学习者不可绕过的重点，本文就是作者在《深入理解Java虚拟机》一书做所的笔记，各位看官有兴趣可以去买一本看看。
Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域：
1.程序计数器：
在任何一个时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）都只会执行一条线程中的指令（Java中的并发并不是同时运行，而是为了提高效率会在处理器上同时切换多个线程指令，在宏观上达到同时运行，具体调度方法请参考计算机操作系统，Java中的并发与并行是有区别的），为了线程切换后能够在正确的位置运行，就需要独立的程序计数器（所以程序计数器是线程私有的），各条线程之间计数器互不影响，独立储存。
如果执行的是Java方法，计数器记录的则是虚拟机字节码指令的位置，而Native方法，计数器值为null，此区域内存是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
2.Java虚拟机栈：
Java虚拟机栈也是私有的，生命周期与线程相同，描述的Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧（方法运行时的基础数据结构，用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接、方法出口等信息），方法的调用到结束的过程，就是栈帧在虚拟机栈中入栈出栈的过程。当线程请求的栈长度大于虚拟机栈所允许的长度就会抛出StackOverflowError异常，不过现在大部分虚拟机都可以动态扩展，但是当拓展都无法满足时，就会抛出OutOfMemoryError异常。
栈帧中存储的局部变量表主要存放编译器可知的各种基本类型、对象引用和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址），其所需的内存空间是在编译时分配的，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。
3.本地方法栈：
本地方法栈的作用与虚拟机栈十分类似，不过虚拟机栈是为了执行Java方法服务，而本地方法栈是为了执行Native方法服务。因为虚拟机规范中对于本地方法栈中方法的语言、使用方法和数据结构没有强制规定，所以虚拟机可以自由实现它，甚至可以直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一（如Sun HotSpot虚拟机）。也会抛出StackOverflowError异常和OutOfMemoryError异常。
4.Java堆：
Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在Java虚拟机启动时创建，唯一目的是存放对象实例，是垃圾收集器管理的主要区域。Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上连续就可以，可以实现成固定大小，也可以可拓展。如果堆在没有内存时完成实例分配，并且无法在拓展，就会抛出OutOfMemoryError异常。
5.方法区：
方法区也是线程共享的内存区域，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，它还有一个别名叫Non-Heap（非堆），目的是为了与Java堆区分开。方法区的垃圾收集行为是比较少见的，回收的主要目标是针对常量池的回收和对类型的卸载，对于这部分的回收是有必要的。
方法区无法满足内存分配需求时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
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。运行时常量池相对于Class文件常量池的另一个重要特征就是具备动态性，Java语言并不要求变量只有编译时才能产生，运行期间也可以将新的常量放入池中。
7.直接内存：
直接方法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，但是这部分也被频繁使用且可能导致OutOfMemoryError异常。JDK1.4中引入了NIO（New Input/Output）类，它可以直接使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象进行操作，避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据，显著提高性能。