JVM 的组成
从上图不难看出，JVM的组成包括下面几个部分：
- 类加载器（Class Loader）
- 运行时数据区（Runtime Data Area）
- 执行引擎（Execution Engine）
- 本地接口（Native Interface）
- 本地库（Native Libraries）
首先通过类加载器（Class Loader）把 Java 代码转换成字节码，运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地接口（Native Interface）与本地库（Native Libraries）来实现整个程序的功能。
运行时数据区
运行时数据区包括
- 程序计数器（Program Counter Register）
- Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）
- 本地方法栈（Native Method Stack）
- Java 堆（Java Heap）
- 方法区 （Methed Area）
- 运行时常量池
- 直接内存
程序计数器
当前线程所执行的字节码的行号指示器，记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址。字节码解析器的工作是通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能，都需要依赖这个计数器来完成。
Java 虚拟机栈
每个 Java 方法在执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。从方法调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程。栈里面存放着各种基本数据类型和对象的引用。
可以通过 -Xss 这个虚拟机参数来指定每个线程的 Java 虚拟机栈内存大小：
java -Xss512M HackTheJava
该区域可能抛出以下异常：
当线程请求的栈深度超过最大值，会抛出 StackOverflowError 异常；
栈进行动态扩展时如果无法申请到足够内存，会抛出 OutOfMemoryError 异常。
写代码使得分别出现StackOverflowError和OutOfMemoryError
分析：堆栈溢出错误一般是递归调用。内存溢出一般是出现在申请了较多的内存空间没有释放。当对象无限被创建且无法被回收时，Java堆区将会出现内存溢出异常
public class Test {
public static void main(String[] args) {
test();
}
private static void test(){
test();
}
}
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at com.fastdfs.demo.Test.test(Test.java:38)
at com.fastdfs.demo.Test.test(Test.java:38)
at com.fastdfs.demo.Test.test(Test.java:38)
at com.fastdfs.demo.Test.test(Test.java:38)
at com.fastdfs.demo.Test.test(Test.java:38)
public class Test {
public static void main(String[] args) {
List list = new ArrayList();
for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
int[] tmp = new int[1000000];
list.add(tmp);
}
}
}
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at com.fastdfs.demo.Test.main(Test.java:40)
本地方法栈
与虚拟机栈的作用是一样的，只不过虚拟机栈是服务 Java 方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用 Native 方法服务的。
Java堆
Java 虚拟机中内存最大的一块，是被所有线程共享的，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。 Java堆是垃圾收集的主要区域（“GC 堆”）。
堆不需要连续内存，并且可以动态增加其内存，增加失败会抛出 OutOfMemoryError 异常。
可以通过 -Xms 和 -Xmx 这两个虚拟机参数来指定一个程序的堆内存大小，第一个参数设置初始值，第二个参数设置最大值。
java -Xms1M -Xmx2M HackTheJava
方法区
用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。
HotSpot 虚拟机把它当成永久代来进行垃圾回收。但很难确定永久代的大小，因为它受到很多因素影响，并且每次 Full GC 之后永久代的大小都会改变，所以经常会抛出 OutOfMemoryError 异常。为了更容易管理方法区，从 JDK 1.8 开始，移除永久代，并把方法区移至元空间，它位于本地内存中，而不是虚拟机内存中。
运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分。
Class 文件中的常量池（编译器生成的字面量和符号引用）会在类加载后被放入这个区域。
除了在编译期生成的常量，还允许动态生成，例如 String 类的 intern()。
直接内存
直接内存：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；
如果使用了NIO,这块区域会被频繁使用，在java堆内可以用directByteBuffer对象直接引用并操作；
这块内存不受java堆大小限制，但受本机总内存的限制，可以通过MaxDirectMemorySize来设置（默认与堆内存最大值一样），所以也会出现OOM异常；
深入辨析堆和栈
功能方面： 堆是用来存放对象的，栈是用来执行程序的。
栈：以栈帧的方式存储方法调用的过程，并存储方法调用过程中基本数据类型的变量（int、short、long、byte、float、double、boolean、char等）以及对象的引用变量，其内存分配在栈上，变量出了作用域就会自动释放。
堆：堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量，局部变量，还是类变量，它们指向的对象都存储在堆内存中。
线程独享还是共享
栈内存归属于单个线程，每个线程都会有一个栈内存，其存储的变量只能在其所属线程中可见，即栈内存可以理解成线程的私有内存。
堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。
空间大小
栈的内存要远远小于堆内存，栈的深度是有限制的，可能发生StackOverFlowError问题。