作為一個 Java 程序員，不了解 Java 內存模型就不能寫出能夠充分利用內存的代碼。本文通過對 Java 內存模型的介紹，讓讀者能夠了解 Java 的內存的分配情況，適合 Java 初學者或者對 JMM 不熟悉的同學。后面的博客會針對每個部分做更加深入的解釋。
Java 內存模型
首先通過下圖對于 Java 內存模型又一個整體的認識，然后針對不同的區域的作用和存儲的內容做進一步的解釋。
PC（程序計數器）
這里的 PC 不是 Personal Computer，而是 Program Counter Register，從名字就可以看出來，這是一個寄存器，用來存儲需要執行的指令地址。
程序計數器（Program Counter (PC)）是在電腦處理器中的一個寄存器，用來指示電腦下一步要運行的指令序列。--WikiPedia
PC 和其他 JVM 內存區域最大的區別是：
“此內存區域是唯一一個在Java虛擬機規范中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。”
摘錄來自: 周志明. “深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐（第2版）”。 iBooks.
像上面的圖片一樣，PC 是每個線程私有的，對于 Java 方法而言，PC 中存儲的是正在執行的虛擬機字節碼的內存地址；對于 Native 方法來說，PC 中的值為空（Undefined）。
Java 虛擬機棧和本地方法棧
虛擬機棧
無論是在大學的 Java 編程課堂上，還是我們在學習過程編碼過程，經常會出現 StackOverFlow，甚至目前最大的技術問答社區的名字也是 StackOverFlow。Java 語言中會產生棧溢出的就是這塊內存區域，當你的程序中設置了超過 JVM 規定的遞歸深度的時候就會觸發這個異常。類似 JMM 的其他內存區域，如果虛擬機棧在動態擴展的時候無法申請到足夠的內存也會報OOM異常。
Java 語言中每一個方法的執行都對應著一個棧幀（Stack Frame）的創建，棧幀中存儲的是局部變量、方法出口等信息，因此對于一個方法的執行而言，所能夠使用到的內存是在編譯期間就能夠完全確定的，在運行期間不會發生變化。在棧幀中，局部變量空間成為 Slot，除了 double 和 long 占有 2 個 slot 外，其他基本數據類型和對象引用都占用 1 個 slot 空間
本地方法棧
本地方法棧和虛擬機棧最大的區別就是虛擬機棧是為執行 Java 字節碼服務的，而本地方法棧是為了虛擬機使用到的 Native 方法服務的。除此之外，Java 虛擬機規范并沒有針對本地方法棧的實現做具體規定。在 HotSpot 虛擬機中，本地方法棧和虛擬機棧是共用同一塊內存的，不做具體區分。同樣，本地方法棧也會產生 OOM 異常和 StackOverFlow 異常。
Java 堆
“The heap is the runtime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated。” --Java虛擬機規范
Java 虛擬機規范規定所有的實例對象和數組都應該分配到 Java 堆中。
說的通俗一點就是所有 new 出來的對象和數組都會放到該區域，由于現在的收集器都采用分代收集算法，所以在 Java 堆中又分了新生代和老年代，新生代有做了詳細的區分。該區域的大小可以通過 JVM 參數 -Xmx 和 -Xms 來設置。
直接內存
在 JDK1.4 中引入了 NIO，可以通過 Native 方法直接在堆外分配內存，然后通過在堆中存儲的引用來對這塊內存區域做操作。注意 這塊區域并不會在 -Xmx和 -Xms 設置的大小之內，因此在設置 JVM 參數的時候要注意考慮這塊內存區域，避免設置的內存區域總額大于物理內存
方法區
Method Area 又叫 NonHeap，也是線程共有的內存區域，用來存：
- 類信息
- 常量
- 靜態變量
- 字符串常量池
在 JDK1.7 中已經將字符串常量池移出永久代，在 Java8 中更是之內取消了永久代，而是使用了元空間（MetaSpace）來存儲這些信息，從而永久代的大小不需要再制定，只要不超出物理內存的限制就不會產生 OOM 異常
運行時常量池
運行時常量池主要用來存儲累的版本、字段、方法、接口等描述信息。常量池（Constant Pool Table）用來存儲各種字面量和符號引用。String 的 intern() 方法就是在運行期間將對象放到常量池中的。此部分也會出現 OOM 異常。
