衆說周知，Java語言號稱跨平臺，一次編寫，到處運行，而這離不開Java虛擬機（JVM）的存在。
Java並非JVM的唯一語言選擇，Java虛擬機是定義了自己的JVM規定（字節碼文件.class），只要符合JVM規範便可在JVM上運行。如今也出現了其他一些可以在Java虛擬機上運行的語言，例如Kotlin、Scala。理解JVM內存模型，也能幫助我們更好的理解程序的運行。
Java虛擬機在執行Java程序的過程中會把它所管理的內存劃分爲若干個不同的數據區，不同的區域有着不同的作用，具體如下：
上圖中，灰色部分則是線程共享的數據區，白色的則爲線程隔離。各個區域的作用簡單可以總結成如下：
| 虛擬機棧 | 線程私有，生命週期跟線程相同，存儲局部變量表，操作數棧，動態鏈接以及方法的出口等信息。每一個方法從調用到執行接口，就對應於一個棧幀在虛擬機棧中的進棧和出棧 |
| Java堆 | 線程共享，在虛擬機啓動時創建，存儲所有創建的對象實例。 |
| 方法區 | 線程共享，該區域跟堆很類似，存儲是已被加載的類信息，常量，靜態變量以及即時編譯後的代碼，常量池就在該區域。 |
| 本地方法棧 | 線程私有，爲虛擬機使用到的Native方法服務 |
| 程序計數器 | 線程私有，記錄程序當前運用的所在的行數 |
Java堆是JVM管理內存中最大的一塊區域，存放的是對象的實例而對象存在生命週期，因而爲了避免內存溢出，也伴隨着出現JVM對內存的分配和回收的問題。
內存的分配，虛擬機遇到new指令時，首先會去檢查該指令的參數能否在常量池找到這個類的符號引用，並且檢查這個類是否被加載、解析和初始化過。如果沒有，則先執行類加載過程。如果已被加載，則爲對象分配內存空間，分配的方式有兩種：
- 指針碰撞，通過移動指針分配空閒空間，因此內存絕對規整
- 如果已使用和空閒內存相互交錯，沒法使用指針碰撞，則採用空閒列表。JVM需要維護一個列表記錄哪些內存塊可用
常量池存在於方法區中，是方法區的一部分。存放編譯時期生產的各種字面量和符號引用。字面量接近於Java中的常量，而符號引用包括：類和接口的全限定名、字段的名稱和描述符、方法的名稱和描述符。JVM對方法區的回收主要就集中在對常量池的回收和對類的類型的卸載。
從內存回收的角度看，Java堆又分成新生代和老年代，新生代又分爲Eden空間，Survivor空間，兩者默認比例是8：1。對象創建時會默認存在Eden區域，新生代進行GC（垃圾回收）時候，會將存活的對象移動到Survivor空間，同時存活年齡+1，當對象的存活年齡大於15則會進入老年代。如果對象創建時太大，新生代觸發一次GC後對象放不下也會直接進入老年代。
分代的主要目的是爲了更好的內存回收和空間分配。年輕代中的存在許多生命週期比較短的對象，而老年代中的對象大部分生命週期較長，出於回收效率的考慮，JVM可以針對不同的空間執行不同的回收策略，像HotSpot對於新生代採用複製算法，老年代則採用標記清除算法。