JVM内存区域
1.1、程序计数器：
程序计数器是当前线程所执行的字节码的行号指示器，在虚拟机的概念模型中，字节码解释器的工作就是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，分支，循环，跳转，异常处理，线程恢复等基础功能都需要这个程序计数器来完成。
为什么程序计数器是线程独立的
因为在Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核），都会只执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，各个线程之间的计数器互不影响，独立存储。所以程序计数器需要线程独立（线程私有的）内存。
！！程序计数器是唯一在java虚拟机规范中没有任何OutOfMemoryError情况的区域，它的生命周期随着线程的创建而创建，随着线程的结束而死亡
总结来说程序计数器主要有下面两个作用 1、字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制，如：顺序执行，选择，循环，异常处理； 2、多线程切换的时候，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，从而线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪里了。
1.2、 JAVA虚拟机栈
与程序计数器一样，JAVA虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期和线程相同，描述的是JAVA方法执行的内存模型，每次方法调用的数据都是通过栈传递的
JAVA内存可以粗糙的区分为堆内存和栈内存，其中栈就是现在说的虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中局部变量表部分（实际上，java虚拟机是由一个个栈帧组成的，而每个栈帧都拥有：局部变量表，操作数栈、动态链接、方法出口信息）
局部变量表主要存放了编译器可知的各种数据类型（boolean，byte，char，short，int，float，long，double）、对象引用（reference类型，它不同于对象本身，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相关的位置）
JAVA虚拟机栈会出现两种异常：StackOverFlowError和OutOfMemoryError
- StackOverFlowError:若虚拟机栈的内存大小不允许动态扩展，那么当线程请求栈的深度超过JAVA虚拟机栈的最大深度的时候，就抛出StackOverFlowError异常；
- OutOfMemoryError：若java虚拟机栈的内存大小允许动态扩展，且当线程请求栈时内存用完了，无法再动态扩展了，此时就会抛出OutOfMemoryError异常。
JAVA虚拟机栈也是线程私有的，每个线程都有各自的JAVA虚拟机栈，而且随着现成的创建而创建，随着线程的死亡而死亡。 扩展：那么方法/函数是如何调用？
Java栈可用类比数据结构中栈，java栈中保存的主要内容是栈帧，每一次函数调用都会有一个对应的栈帧被压入java栈，每一个函数调用结束后，都会有一个栈帧被弹出。
Java有两种返回方式：
1、return语句
2、抛出语句
不管是哪种返回方式都会导致栈帧被弹出
1.3、本地方法栈
和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是：虚拟机栈为虚拟机执行JAVA方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。在HotSpot虚拟机中和Java虚拟机栈合二为一。
本地方法被执行的时候，在本地方法栈中会创建一个栈帧，用于存放该本地方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、出口信息、
方法执行完毕后相应的栈帧也会出栈并释放内存空间，也会出现StackOverflowError和OutOfMemoryError两种异常。
1.4、堆
JAVA虚拟机所管理的是内存中最大的一块，java堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动创建的时候，此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的实例对象以及数组都在这里分配内存
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此被称为GC堆（Garbage Collected Heap），从垃圾回收的角度，由于现在收集器基本采用分代垃圾回收算法，所以Java堆被分为：新生代和老年代，再细致一点有：Eden空间、From Survivor、To Survivor空间等。进一步划分的目的是更好的回收内存，或者更快地分配内存。
Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上司连续的即可，如磁盘空间。
Java堆在现实中即可以实现成固定大小的，也可以是可扩展的（-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的时候就会出现OutOfMemoryError异常。
1.5、方法区
方法区与java堆一样，是各个线程共享的内存区域，他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虚拟机把方法描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（堆），目的应该是与JAVA堆区分开。
方法区被称为永久代。很多人都会分不清楚方法区和永久代的关系
- 方法区和永久代的关系
- 常用的参数
JDK 1.8之前的永久代还没有彻底移除的时候通常通过下面这些参数来调节方法区大小
-XX:PermSize=N //方法区 (永久代) 初始大小
-XX:MaxPermSize=N //方法区 (永久代) 最大大小,超过这个值将会抛出 OutOfMemoryError 异常:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen
相对而言，垃圾收集行为在这个区域是比较少出现的，但并非数据进入方法区后就“永久存在”了。
JDK 1.8 的时候，方法区（HotSpot 的永久代）被彻底移除了（JDK1.7 就已经开始了），取而代之是元空间，元空间使用的是直接内存。
下面是一些常用参数：
-XX:MetaspaceSize=N //设置 Metaspace 的初始（和最小大小）
-XX:MaxMetaspaceSize=N //设置 Metaspace 的最大大小
与永久代很大的不同就是，如果不指定大小的话，随着更多类的创建，虚拟机会耗尽所有可用的系统内存
为什么要将永久代 (PermGen) 替换为元空间 (MetaSpace) 呢?
整个永久代有一个 JVM 本身设置固定大小上线，无法进行调整，而元空间使用的是直接内存，受本机可用内存的限制，并且永远不会得到 java.lang.OutOfMemoryError。你可以使用 -XX：MaxMetaspaceSize 标志设置最大元空间大小，默认值为 unlimited，这意味着它只受系统内存的限制。-XX：MetaspaceSize 调整标志定义元空间的初始大小如果未指定此标志，则 Metaspace 将根据运行时的应用程序需求动态地重新调整大小。
当然这只是其中一个原因，还有很多底层的原因，这里就不提了。
2.6、运行时常量池
运行时常量池也是方法区的一部分，class文件指哪个除了有类的版本，字段，方法，接口等描述信息外，还有常量池(用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用)
既然运行时常量池是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请内存时会抛出OutOfMemoryError 异常。
JDK1.7 及之后版本的 JVM 已经将运行时常量池从方法区中移了出来，在 Java 堆（Heap）中开辟了一块区域存放运行时常量池。
2.7、直接内存
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是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。
JDK1.4 中新加入的** NIO(New Input/Output)** 类，引入了一种基于通道（Channel） 与缓存区（Buffer） 的 I/O 方式，它可以直接使用 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。这样就能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆之间来回复制数据。
本机直接内存的分配不会收到 Java 堆的限制，但是，既然是内存就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。
