本文將基於JDK7講解java虛擬機器記憶體的各個區域及其作用.
首先上圖
如上圖，這就是java虛擬機器所管理的記憶體將會包括以下幾個執行時資料區域。分為以下幾個部分：
程式計數器
也就是我們常說的PC暫存器。
每個執行緒建立時，會建立一個程式計數器，程式計數器會隨執行緒的消亡而消亡。
它是“執行緒私有”的一塊較小的記憶體空間，可視為當前執行緒所執行的位元組碼的行號指示器，通過它可以獲取下一條需要執行的位元組碼指令。
簡單滴說，CPU是通過時間片分配演算法來迴圈執行任務的，在任何一個確定的時刻，一個處理器（對於多核處理器來說是一個核心）都只會執行一個執行緒中的指令，因此，為了執行緒切換後能恢復到正確的執行位置，每個執行緒都需要一個獨立的程式計數器來記錄這些資訊。
當執行緒正在執行的是一個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，這個計數器值為空（undefined）。
這個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OutOfMemoryError情況的區域。
虛擬機器棧
與程式計數器一樣，它也是執行緒私有的，生命週期與執行緒相同。
虛擬機器棧描述的是java方法執行的記憶體模型：每個方法在執行的同時都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、方法出口等資訊。每個方法從呼叫直至執行完成的過程，就對應著一個棧幀在虛擬機器棧中入棧到出棧的過程。虛擬機器棧是一個後入先出的資料結構，執行緒執行過程中，只有一個棧幀是處於活躍狀態的，被稱為"當前活動幀棧"，當前活動幀棧始終是虛擬機器棧的棧頂元素。
在java虛擬機器規範中，對這個區域規定了兩種異常狀況：如果執行緒請求的棧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的記憶體，就會丟擲OutOfMemoryError異常。
本地方法棧
本地方法棧（Native Method Stack）和虛擬機器棧的作用相似，不過虛擬機器棧是為Java方法服務的，而本地方法棧是為Native方法服務的。
Java堆
對大多數應用來說，Java堆是Java虛擬機器所管理的記憶體中最大的一塊，是所有執行緒共享的一塊記憶體區域，在虛擬機器啟動時建立。從記憶體回收角度來看，由於現在收集器基本都採用分代收集演算法，所以java堆中還可以細分為：新生代和老年代；再細緻一點有Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間等。此區域的唯一目的就是存放物件例項，幾乎所有的物件例項以及陣列都在這裡分配記憶體。此區域也是垃圾收集器的主戰場，故很多時候也被稱為GC堆。
根據java虛擬機器規範的規定，java堆可以出於物理上不連續的記憶體空間中，只要邏輯上是連續的即可。在實現上，既可以實現成固定大小的，也可以是可擴充套件的，不過當前主流的虛擬機器都是按照可擴充套件來實現的（通過-Xmx和-Xms控制）。如果是在堆中沒有記憶體完成例項分配，並且堆也無法再擴充套件時，將會丟擲OutOfMemoryError異常。
方法區
和堆一樣，是各執行緒共享的記憶體區域，它用於儲存已被虛擬機器載入的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等資料。雖然java虛擬機器規範把方法區描述為堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆），目的應該是與Java堆區分開。
對於習慣在HotSpot虛擬機器上開發、部署程式的開發者來說，很多人更願意把方法區稱為“永久代”，本質上兩者並不等價，僅僅是因為HotSpot虛擬機器的設計團隊選擇把GC分代手機擴充套件至方法區，或者說使用永久代來實現方法區而已，這樣HotSpot的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。對於其他虛擬機器來說，並不存在永久代的概念。
Java虛擬機器規範對方法區的限制非常寬鬆，除了和Java堆一樣不需要連續的記憶體和可以選擇固定大小或者可擴充套件外，還可以選擇不顯示垃圾收集。相對而言，垃圾收集行為在這個區域是比較少出現的，但並非資料進入了方法區就如永久代一樣“永久”存在了。這個區域的記憶體回收目標主要是針對常量池的回收和對型別的解除安裝，一般來說，這個區域的回收“成績”比較難以令人滿意，尤其是型別的寫在，條件相當苛刻，但是這部分割槽域的回收確實是有必要的。
根據Java虛擬機器規範的規定，當方法區無法滿足記憶體分配需求時，將丟擲OutOfMemoryError異常。
執行時常量池
它是方法區的一部分。Class檔案中除了有類的版本、欄位、方法、介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池，用於存放編譯器生成的各種字面量和符號引用，這部分內容將在類載入後進入方法區的執行時常量池存放。
Java虛擬機器對Class檔案每一部分（自然也包括常量池）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，但對於執行時常量池，java虛擬機器規範沒有做任何細節的要求，不同的提供商實現的虛擬機器可以按照自己的需要來實現這個記憶體區域。不過，一般來說，除了儲存Class檔案中描述的符號引用外，還會把翻譯出來的直接引用也儲存在執行時常量池。執行時常量池相對於Class檔案常量池的另外一個重要特徵是具備動態性，java語言並不要求常量一定只有編譯期才能產生，也就是並非預置入Class檔案中常量池的內容才能進入執行時常量池，執行期間也可能將新的常量放入池中，這種特性被開發人員用的最多的便是String.intern(）方法。
當常量池無法再申請到記憶體時會丟擲OutOfMemoryError異常。