运行时数据区域
Java虚拟机在执行java程序的过程中会将它所管理的内存划分为若干不同的数据区域，这些区域有各自用途，以及创建和销毁时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。
Java虚拟机运行时数据区如下图所示：
从图中，我们看到了5大区域：线程共享的方法区和堆，线程私有的java虚拟机栈，本地方法栈以及程序计数器。
程序计数器：（Program Counter Register）这个区域是唯一一个不会抛出OutOfMemoryError异常的区域。它是一块比较小的内存，是当前线程所执行的字节码的行号指示器。为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要有一个独立的程序计算器，各条线程之间计算器互不影响。
Java虚拟机栈：也是线程私有的，它的生命周期与线程相同，它描述的是java方法执行的内存模型，每个方法在执行的时候会创建一个栈帧用来存储局部变量，操作数，动态链接等。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。
本地方法栈：和java虚拟机栈功能类似，只不过java虚拟机栈执行的是java字节码而本地方法栈执行的是Native方法。
Java堆：Java堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块，Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。java堆可以细分出新生代和老年代，再细致一点可以分为：Eden，From Survivor，To Survivor等空间。
方法区：该区域用来存储已经被虚拟机加载过来的类信息，常量，静态变量等。方法区导致内存问题实例请参考:Android性能优化-方法区导致内存问题实例分析。
以上讲完了JVM运行时内存区域的5大块，同时需要补充的一点是还有一个运行时常量池，它也是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本，字段，接口，方法等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用来存放编译时期生成的各种字面量和符号引用。但是需要注意的是：Java语言并不要求常量一定是在编译期间产生，也就是并非与装入class文件中的常量池的内容才能进入到方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入常量池中，如String.intern()方法。
运行时不同数据区域异常
（1）除程序计算器外，虚拟机内存的其他几个运行时区都会发生OutOfMemoryError。
（2）使Java堆发生内存溢出的思路：只要不断创建对象，并保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象即可。
（3）使方法区发生类导致的内存溢出基本思路：在运行时产生大量的类去填满方法区，也就是在运行时动态产生很多的类，直到方法区内存溢出。所以频繁动态产生很多类时，需要注意方法区内存溢出，具体内容请参考Android性能优化-方法区导致内存问题实例分析。
（4）虚拟机栈和本地方法栈两种异常：
a) 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度（即方法调用深度超过最大允许深度），将抛出StackOverFlowError异常.
b) 如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存，则抛出utOfMemoryError异常。
HotSpot虚拟机对象创建、对象内存布局、对象访问定位
对象创建
（1）对象创建的几种方法：new、克隆、反序列化；
（2）对象创建过程：
步骤一：虚拟机在遇到new指令时，首先会去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用并且检查该符号引用代表的类是否已经被加载，解析和初始化过。如果没有，那就必须先执行相应的类加载。
步骤二：在类经过加载检查后，虚拟机就需要为新生对象分配内存了。对象所需要的内存大小在类加载完成之后就可以确定。对象分配内存空间的任务等同于把一块确定大小的内存从java堆中划分出来，如果内存绝对规整，采用指针碰撞分配方式（即移动指针到与对象大小相等的距离），如果内存不规整采用空间列表的分配方式。
步骤三：在分配完内存之后，虚拟机需要将分配到的内存空间初始化为零值。
步骤四：接下来，虚拟机会对对象进行必要的设置，如对象的hash码，对象的GC分代信息等。
步骤五：最后执行对象的init方法把对象按照程序员意愿进行初始化，这样一个真正的对象才算完全产生出来。
对象内存布局
对象内存布局分为三块区域：对象头、实例数据、对齐填充。
对象头：主要存储了2部分信息，第一部分是对象自身运行的数据，如hashcode，GC分代等信息；
第二部分是类型指针，就是对象对它的类元数据指针，其实就是一个引用。虚拟机通过这个指针（引用）来确定对象是哪个类的实例。
实例数据（Instance Data）：对象真正存储的有效信息，也就是程序代码中所写的各种类型的字段内容。
对齐填充（Padding）：这个不是必然存在的。HotSpot虚拟机自动内存管理要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，也就是对象大小必须是8字节的整数倍，对象实例数据部分没有对齐时，需要通过对齐填充来补齐。
对象的访问定位
我们知道了对象的创建，内存布局等相关内容之后，需要知道存储的对象如何找到呢？这就涉及到对象的定位问题了。我们java程序需要通过栈上的引用数据来操作具体的对象。对对象的访问方式取决于虚拟机的实现，目前比较主流的有句柄和直接指针两种方式。下面让我们看看这两种方式吧，直接上图：
第1张图是通过句柄的方式对对象进行访问，在java堆中划分出来一块内存作为句柄池，而reference中存储的是对象的句柄地址，句柄中存储了对象实例等信息。第2张图是通过直接指针的方式，reference中存储的是实例对象的地址。
这两种对象引用的方式各有千秋，通过句柄的好处是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动的时候只会改变句柄的实例指针而reference本身不需要修改；使用直接指针的好处是速度开，不需要在java堆中在划分出一块内存区域同时节省了指针定位的开销。但是就HotSpot而言，采用的是直接指针方式。
通过以上内容，我们明白了虚拟机中的内存是如何划分的，那部分区域，什么样的代码和操作可能导致内存异常溢出异常。虽然java有垃圾收集机制，但是内存溢出离我们并不遥远，下一篇文章将讲解Java垃圾收集机为避免内存溢出异常的出现做了哪些努力。
以上就是Java内存区域与内存溢出异常相关内容，大部分内容直接从小腊月虚拟机相关文章直接拷贝而来（节省打字时间）。
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