一、运行时数据区概览
JDK1.8同JDK1.7比，最大的差别就是：元数据区取代了永久代。元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元数据空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
二、各区域介绍
1.程序计数器（线程私有）
是当前线程锁执行字节码的行号治时期，每条线程都有一个独立的程序计数器，这类内存也称为“线程私有”的内存。正在执行java方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址(当前指令的地址)。如果是Natice方法，则为空。
2. Java虚拟机栈（线程私有）
java虚拟机栈与程序计数器一样，也是线程私有的，他的生命周期和线程保持一致。他是存储当前线程运行方法时所需要的数据、指令、返回地址。在每个方法执行时，虚拟机栈都会创建一个栈帧（Stack Frame），用于存储：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。如下图：
局部变量表
就是用来存储方法中的局部变量（包括在方法中声明的非静态变量以及函数形参）。对于基本数据类型的变量，则直接存储它的值，对于引用类型的变量，则存的是指向对象的引用。局部变量表的大小在编译器就可以确定其大小了，因此在程序执行期间局部变量表的大小是不会改变的。
方法返回地址
当一个方法执行完毕之后，要返回之前调用它的地方，因此在栈帧中必须保存一个方法返回地址。由于每个线程正在执行的方法可能不同，因此每个线程都会有一个自己的Java栈，互不干扰。也就解释了栈是线程私有的。
当线程执行一个方法时，就会随之创建一个对应的栈帧，并将建立的栈帧压栈。当方法执行完毕之后，便会将栈帧出栈。因此可知，线程当前执行的方法所对应的栈帧必定位于Java栈的顶部。在这个区域规定了两种异常状况：
- 如果线程请求的栈深入大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverFlowError异常！
- 如果虚拟机栈可以动态扩展，当扩展到无法申请内存到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常!
3.本地方法栈（线程私有）
和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是： 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 （也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。
4.堆（线程共享）
Java 虚拟机所管理的内存中最大的一块，Java 堆是所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。
Java 堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作GC 堆（Garbage Collected Heap）.从垃圾回收的角度，由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法，所以 Java 堆还可以细分为：新生代和老年代：再细致一点有：Eden 空间、From Survivor、To Survivor 空间等。进一步划分的目的是更好地回收内存，或者更快地分配内存。
JDK8的版本，因使用元空间代替永久代，字符串常量池和类的静态变量也放入java堆中
5.元空间
主要存储类的元数据，比如类的各种描述信息，类名、方法、字段、访问限制等，既编译器编译后的代码等数据
运行时常量池：Class文件中除了有类的版本、字段、方法等描述等信息外；还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分将在类加载后存放到元空间的运行时常量池中
使用元空间代替永久代原因
- 永久代的大小是在启动时固定好的，很难进行调优；太大则容易导致永久代溢出；太小在运行时，容易抛出OutOfMemeryError
- 字符串存在永久代中，使用时易出问题，由于永久代内存经常不够用，爆出异常OutOfMemoryError: PermGen
6.直接内存
直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域，但是这部分内存也被频繁地使用。而且也可能导致 OutOfMemoryError 错误出现。
JDK1.4 中新加入的 NIO(New Input/Output) 类，引入了一种基于通道（Channel） 与缓存区（Buffer） 的 I/O 方式，它可以直接使用 Native 函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在 Java 堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样就能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆之间来回复制数据。
本机直接内存的分配不会受到 Java 堆的限制，但是，既然是内存就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。
