本文我們將講解Java虛擬機器中各個區域以及各個區域的作用。
一.程式計數器
什麼是程式計數器，有什麼作用？
程式技術器是一塊比較小的記憶體區域，主要當做是執行緒中所執行的位元組碼的行號指示器，位元組碼直譯器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取下一個執行的位元組碼命令，分支、迴圈、跳轉等基礎功能都是依賴這個程式計數器來完成。
有什麼特點？
Java虛擬機器中的多執行緒是通過執行緒輪流切換分配處理器執行時間的方式來實現的，所以為了執行緒切換後能恢復到正確的執行位置，每條執行緒都需要一個獨立的程式計數器，各條執行緒之間計數器互不影響，獨立儲存，所以是執行緒私有的。
注意：
如果執行緒執行的是Java方法，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機器位元組碼指令的地址；如果正在執行的是Native方法，這個計數器的值為空，此記憶體區域是唯一一個在Java虛擬機器規範中沒有規定任何OutOfMemory的情況的區域
二.Java虛擬機器棧
Java虛擬機器棧是幹嘛的？
Java虛擬機器棧描述的是Java記憶體模型，每個方法在執行的同時會建立一個棧幀用於儲存區域性變數表、運算元棧、動態連結、方法返回地址等資訊。每一個方法從呼叫到執行結束對應著一個棧幀在虛擬機器棧中入棧出棧的過程。
有什麼特點？
Java虛擬機器棧是執行緒私有的，而且生命週期和執行緒相同。
注意：
如果執行緒請求的棧的深度大於虛擬機器所允許的深度，將丟擲StackOverFlowError異常；如果虛擬機器棧可以動態擴充套件，如果擴充套件時無法申請到足夠多的記憶體，就會丟擲OutOfMemoryError異常。
三.本地方法棧
與虛擬機器棧發揮的功能類似，區別不過是虛擬機器棧為虛擬機器執行Java方法，本地方法棧為虛擬機器用到的Native方法服務。本地方法棧也會丟擲StackOverFlowError和OutOfMemoryError異常。
四.Java堆
什麼是Java堆，有什麼作用？
Java堆是Java虛擬機器中所管理記憶體中最大的，是所有執行緒共享的一塊記憶體區域，在虛擬機器啟動的時候建立，目的是存放物件例項。
有什麼特點？
幾乎所有的物件例項都在這裡分配記憶體，因此這也是垃圾收集器管理最主要的區域，而且Java堆可以處於物理不連續的記憶體空間，只要邏輯連續即可
1、Java堆中還細分新生代和老年代，然後新生代中又分為Eden區域、From Survivor空間、To Survivor空間等。
2、這裡的Java堆的垃圾回收演算法是使用了分代收集演算法，即新生代中使用“複製”演算法，而老年代中使用“標記-清理”演算法或“標記-整理”演算法。
注意：
當前主流虛擬機器都是可擴充套件來實現的（通過-Xms和-Xmx來控制），如果堆中沒有記憶體完成例項，並且堆也無法再擴充套件時，會丟擲OutOfMemoryError異常。
五.方法區
方法區的作用是什麼？
方法區是各個執行緒共享的記憶體區域，用於儲存已被虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、即使編譯器編譯後的程式碼等資料。
為啥說方法區不等價於永久區？
方法區不等價於永久代，只是HotSpot虛擬機器的設計團隊選擇把GC分代收集擴充套件至方法區，是為了HotSpot垃圾收集器可以像管理Java堆一樣管理這部分記憶體，能夠省去專門為方法區編寫記憶體管理程式碼的工作，但是這樣也會更容易造成記憶體溢位的問題（永久代可以用-XX:MaxPermSize設定上限），所以在JDK1.7的HotSpot已經把永久代的字串常量池移出，移到了Java Heap區，可在《深入解析String#intern》瞭解
執行時常量池有什麼作用？
執行時常量池也是方法區的一部分，用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用，這部分將在類載入後進入方法區的執行時存放。
執行時常量池的特點？
- Java虛擬機器對Class檔案每一部分的格式都有嚴格規定，每一個位元組用於儲存哪種資料都必須符合規範上的要求才會被虛擬機器認可、裝載和執行，然而對於執行時常量池卻沒做任何要求
- 執行時常量具有動態性，可以在執行期間將新的常量放入池中，比如String的intern()方法
六.直接記憶體
直接記憶體是Java虛擬機器的記憶體嗎？
直接記憶體並不是虛擬機器執行時資料區的一部分，也不是Java虛擬機器規範定義的記憶體區域，是使用本機的記憶體，又名堆外記憶體。
怎麼在Java中使用堆外記憶體？
在JDK1.4中的NIO類，引入了基於通道（Channel）與緩衝區（Buffer）的I/O方式，可以使用Native函式庫來直接分配堆外記憶體，然後在Java堆中使用DirectByteBuffer物件來作為這塊記憶體的引用進行操作。
注意：
雖然堆外記憶體不受Java堆大小的管理，但是受本機總記憶體以及處理器定址空間的限制。在伺服器管理員配置虛擬機器引數的時候，可以通過-Xmx等來配置Java虛擬機器最大記憶體，但經常忽略直接記憶體，導致各個記憶體區域總和大於實體記憶體限制，導致OutOfMemoryError異常。
如果本文有什麼疑問或者是錯誤，歡迎指出留言，互相學習
參考資料
- 《深入理解Java虛擬機器》