运行时数据区域
程序计数器
程序计数器是一个较小的空间，可看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器，是程序控制流的指示器，通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，从而实现分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等工，因此线程都是独立的，不同线程互不影响，独立存储。
程序计数器只记录线程执行的JAVA方法，为正在执行的虚拟机字节码指令的地址
是唯一一个不会出现任何OutOfMemoryError的区域
JAVA虚拟机栈
Java虚拟机栈为线程私有，生命周期同线程相同，描述的是Java方法执行的线程内存模型。
每一个方法被调用直到执行完毕的过程，实际上是一个栈帧在虚拟机栈从入栈到出栈的过程，当方法被执行时，Java虚拟机栈都会同步创建一个栈帧用来记录存储局部表量表、操作数栈、方法出口等信息。
栈帧的局部变量表存放了编译器的各种Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它并不等同于对象本身，可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能是指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置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，这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量空间是完全确定下来的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。（这里的大小指的是变量槽的数量，变量槽的具体大小实现由虚拟机自行决定）
这个区域会出现两类异常：
· StackOverflowError：线程请求的栈深度大于虚拟机所能允许的深度
· OutOfMemoryError: 栈扩展时无法申请到足够的内存（前提Java虚拟机栈容量可以动态扩展）
PS : HotSpot虚拟机的栈容量是不可以动态扩展的，以前的Classic虚拟机就可以，所以在HotSpot虚拟机上是不会由于虚拟机栈无法扩展而导致OutOfMemoryError异常——只要线程申请栈空间成功了就不会有OOM，但是如果申请时就失败，仍然是会出现OOM异常的。
本地方法栈
本地方法栈于Java虚拟机栈作用类似，区别是虚拟机栈执行的Java方法，而本地方法栈执行的是Native方法
《Java虚拟机规范》对本地方法栈中方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有任何强制规定，因此具体的虚拟机可以根据需要自由实现它，甚至有的Java虚拟机（譬如Hot-Spot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会在栈深度溢出或者栈扩展失败时分别抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
Java堆
Java堆（Java Heap）为虚拟机管理的内存中最大的一块，为所有线程共享，作用是存放对象实例，“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。
Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，即所谓的“GC堆”，现代垃圾收集器大部分是基于分代收集理论去设计的（像HotSpot，内部大部分垃圾收集器是基于分代思想），所以Java堆中经常会出现“新生代”“老年代”“永久代”“Eden空间”“From Survivor空间”“To Survivor空间”等名词，但这只是一种理念，并非每个Java虚拟机堆内存都会划分代。
从分配内存的角度看，所有线程共享的Java堆中可以划分出多个线程私有的分配缓冲区，提升对象分配时的效率。不过无论从什么角度划分，无论是哪个区域，都不会改变Java堆中存储内容的共性，存储的都只能是对象的实例，将Java堆细分的目的只是为了更好地回收内存，或者更快地分配内存。
Java堆从物理角度上可以处于不连续的内存空间，但是在逻辑上它是连续的，但对于大对象（如数组对象），多数虚拟机出于简单、效率，会要求连续的空间。
Java堆既可以被实现成固定大小的，也可以是可扩展的，不过当前主流的Java虚拟机都是按照可扩展来实现的（通过参数-Xmx和-Xms设定）。如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，Java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区
方法区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型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。《Java虚拟机规范》中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作“非堆”（Non-Heap），目的是与Java堆区分开来。
方法区在以前经常被称为“永生代”，实际并不等价。这个说法主要是当时的HotSpot虚拟机，其把收集器的分代设计扩展至方法区，或者说使用永久代来实现方法区而已，使得HotSpot的垃圾收集器能够像管理Java堆一样管理这部分内存。但是其他虚拟机不存在永久代的概念的。原则上如何实现方法区属于虚拟机实现细节，不受《Java虚拟机规范》管束，并不要求统一。
但是，用永久代来实现方法区，会存在更容易遇到内存泄漏的问题（永久代有-XX：MaxPermSize的上限，即使不设置也有默认大小，而J9和JRockit只要没有触碰到进程可用内存的上限，例如32位系统中的4GB限制，就不会出问题）。到了JDK 7的HotSpot，已经把原本放在永久代的字符串常量池、静态变量等移出，而到了JDK 8，终于完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间（Meta-space）来代替，把JDK 7中永久代还剩余的内容（主要是类型信息）全部移到元空间中。
垃圾收集行为在方法区较少出现，但并非数据进入了方法区就如永久代的名字一样“永久”存在了。如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
运行时常量池
方法区的一部分。Class文件中除了类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有常量池，用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。
运行时常量池具备动态性，常量并不一定是编译期间才放入常量池，运行期间也可以将新的常量放入池（String类的intern()方法）。
运行时常量池是方法区的一部分，受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
直接内存
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。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致OutOfMemoryError异常出现。
在JDK 1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，通过Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作，避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。
PS：Netty正是基于NIO，封装了NIO的繁杂操作
显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，则肯定还是会受到本机总内存（包括物理内存、SWAP分区或者分页文件）大小以及处理器寻址空间的限制，一般服务器管理员配置虚拟机参数时，会根据实际内存去设置-Xmx等参数信息，但经常忽略掉直接内存，使得各个内存区域总和大于物理内存限制（包括物理的和操作系统级的限制），从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。