C和C++工程师掌握创建和销毁内存空间的权力，并维护内存中每一个对象从始至终的生命。但Java工程师可以不再繁琐的进行内存控制，并且更不容易出现内存泄露和溢出的问题，但如果不了解Java是如何自动对内存进行控制的，在出现问题后更难定位。

JVM内存运行时数据区域

JVM运行时会将所管辖的内存划分为不同区域做不同功能，有的随虚拟机进程而生死，有的因线程而生死，虚拟机规范规定内存中要包含以下几个区域：

• 程序计数器：较小空间的内存，用于记录当前线程所执行的字节码文件所在行号。通过改变这里的行号来实现指令中的分支、循环、跳转等操作。因为Java的多线程是多个线程轮流切换运行的，在执行另一线程时要让来源线程记录好自己所处的行号，所以每个线程都有自己独立的程序计数器，相互之间不会干扰，这种每个线程独有的空间就叫线程私有空间。当执行的是Natvie方法时，此空间记录为空，并且此空间是唯一不存在内存溢出错误的空间。

• 栈：线程私有且生命周期与线程相同，在执行每个方法时都会创建栈帧压入到栈里，方法的调用开始就是栈帧入栈，完成就是栈帧出栈。栈帧中记录着方法的局部变量表、操作栈、动态链接和方法出口等信息。局部变量表存放了编译期间可知的基本类型和引用类型，还有就是returnAddress类型，表示一条字节码指令的地址。其中64位长度的变量数据将占用两个变量空间，其余占用一个变量空间。局部变量表会在编译期间完成分配，当进入一个方法开始指向的时候，这个方法所需要的局部内存就已经确定了，不会再改变了。当方法调用深度过深，比如出现了自调用情况时，就会出现栈溢出异常，当然一些虚拟机栈会动态扩大栈深度，当无法再获取内存资源来扩展时会出现内存溢出异常。

• 本地方法栈：跟虚拟机栈很类似，采用同样的存储方式也会有同样的异常，但是用来运行Native方法的，没有规定其中方法所使用的语言，所以可以自由的实现它。有的虚拟机例如HotSpot，就把虚拟机栈和本地方法栈合二为一了。

• 堆：堆是JVM中最大的空间，是所有线程都会共享的空间，将在虚拟机启动时创建，也就是与进程同生死。对里存放对象的实例，所有的对象实例都将在这里进行分配。垃圾回收也将主要在堆中执行，为了更快的回收还会把堆中的对象进行各种分类。堆是物理不连续的内存空间，只要逻辑上是连续的就可以，这类似磁盘空间。当堆没法再去获得空间将出现内存溢出异常。

• 方法区：存储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，是线程共享的。虽然Java规范将其形容为堆的一个区域，但只是一个逻辑分区。HotSpot虚拟机把方法区在垃圾回收中设置为永生代，但其他的虚拟机并不存在永生代的说法，之所以这么叫是因为其中的内容很少会被清理，清理起来也是比较的麻烦，Java官方Bug清单中就出现了很多因为此处空间导致的内存泄露。它像堆一样是不连续的物理内存，可以固定或扩展大小，可以选择不实现垃圾回收，当无法获取内存时也会出现内存溢出异常。

• 运行时常量池：它是方法区的一部分，Class文件中除了类的版本、字段、方法、接口等描述信息外还有就是常量池，用于存放编译期间生成的字面量和符号引用，在类加载后放入此处空间。JVM对Class文件的每个部分都做了严格的规定，每个字节存储哪种数据都必须规范才会被JVM认可、装载和执行，但对于常量池JVM规范并没有特殊要求，不同的提供商可以自己实现这块区域，所以通常除了存放字面量和符号引用外，直接引用也会存在这里。Class文件常量池必须具备动态性，也就是并不一定在编译期间产生，运行时也可以放入新的常量。因为是方法区的一部分，所以当空间无法扩展也会出现内存溢出异常。

• 直接内存：并不是JVM运行时内存的一部分，并且也并未在JVM规范中定义，但这块内存也被频繁使用并且也会出现内存溢出异常。JDK1.4中引入了NIO，非阻塞的IO方式，可以让Native函数直接分配堆外的内存，然后通过堆里的DirectByteBuffer对象作为引用指向这款内存，从而避免在堆和Native堆中切换复制数据，从而提高性能。堆外内存实在本机内存中的，虽然不会收到JVM的影响但空间和寻址空间的限制。当内存区域大于物理内存限制的时候会导致内存溢出异常。