JVM的内存区域

线程私有的：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
线程共享的：堆、方法区、直接内存 (非运行时数据区的一部分)

程序计数器（Program Counter Register）

每一个线程都有它自己的程序计数器，这是一个非常小的内存空间，用于记录当前线程执行字节码的位置。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；如果是Native方法，则计数器值为空（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。

Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）

同样地，每一个线程都有自己的虚拟机栈，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：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame），用于存储存储变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从被调用到执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
在Java虚拟机规范中，对于这个区域规定了两种异常状况：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将会抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展（大部分Java虚拟机都支持），当无法申请到足够的内存时就会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈（Native Method Stack）

与虚拟机栈类似，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。有的虚拟机（如Sun HotSpot虚拟机）直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

堆（Heap）

堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。
Java堆也是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC堆”。从内存回收的角度来看，由于现在的收集器基本上都是采用分代收集算法，所以Java堆还可以细分为新生代和老年代；再细致一点有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。根据Java虚拟机规范的规定，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，既可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的，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）。如果在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。

方法区（Method Area）

方法区也是各个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。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的是与Java堆区分开来。
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。
当方法区无法满足内存分配需求时，也会抛出OutOfMemoryError异常。

直接内存（Direct Memory）

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，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。
NIO（New Input/Output）类提供了基于缓冲区（Buffer）的I/O操作方式，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Java堆和原生堆之间数据复制的开销。

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