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区域划分

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。根据《Java虚拟机规格》的规定，Java虚拟机所管理的内存包括以下几个运行时数据区域。

线程独占的有：程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈
线程共享的有：堆，方法区

[程序计数器]：程序计数器，是一块较小的内存空间，保存着当前线程执行的字节码位置,每个线程工作时都有独立的计数器,只为执行Java方法服务,执行Native方法时,程序计数器为空.。

[Java虚拟机栈]：Java虚拟机栈是线程私有的，生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：执行每个方法时都会同步创建一个栈帧（Stack Frame)用于存储局部遍历表、操作数栈，动态链接和方法出口等信息。

[本地方法栈]：与虚拟机栈发挥的作用相似，区别是虚拟栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈为虚拟机执行本地（Native）方法服务。

[堆]：虚拟机管理的内存中最大的一块，几乎所有的对象实例以及数组都在堆上分配。从内存分配的角度来看，所有线程共享的堆中可以划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer,TLAB)。

[方法区]：又称非堆区,用于存储已被虚拟机加载的类信息,常量,静态变量,即时编译器优化后的代码缓存，动态生成的类等数据.1.7的永久代和1.8的元空间都是方法区的一种实现

HotSpot虚拟机中方法区的实现：
JDK 8之前，HotSpot虚拟机设计团队选择把分代设计扩展至方法区，及使用永久代（Permanent Generation）来实现方法区。
JDK8之后采用在本地内存（Native Memory）中实现的元空间（Meta-space）代替了永久代。

内容变更：
JDK 7 之前，永久代中存放的内容有：类信息，静态变量，常量，JIT编译器编译后的代码缓存等信息。
JDK7 时 ，原本存放在永久代中的 字符串常量池，静态变量等被移至Java堆中。
JDK8时，永久代剩余的内存（主要是类型信息）全部移到了元空间中。

内存溢出异常

1. 程序计数器：唯一《Java虚拟机规范》中内体育规定任何OutOfMemoryError 的区域。
2. 虚拟机栈：当线程请求的栈深度大于虚拟机栈允许的深度时，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机容量可以动态扩展，当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。
3. 本地方法栈：与虚拟机栈一样，本地方法栈在栈深度溢出或栈扩展失败时分别抛出 StackOverflowError 和 OutOfMemoryErro 异常
4. 堆：当Java堆中没有足够内存完成实例分配，并且堆无法再扩展时，会抛出 OutOfMemoryError异常
5. 方法区：如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出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，但由于总内存有限，当各个内存区域的总和大于物理内存时，会导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。