运行时数据区主要包括：方法区，堆，Java 虚拟机栈，程序计数器，本地方法栈。

其中方法区和堆所有线程共享，Java栈，程序计数器，本地方法栈线程私有。

程序计数器

一块较小的内存空间，可以看做是当前线程所执行的字节码行号的指示器；

字节码解释器工作时，通过改变计数器的值 选取下一条执行的字节码指令；（一些基本功能都需要依赖计数器来完成如：分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等）

Java 虚拟机多线程是通过线程间轮流切换来分配给处理器执行时间；在确定时间节点，一个处理器（一核）只会执行一个线程的指令。

为保证线程切换回来后能恢复到原执行位置，各个线程间计数器互相不影响，独立存储（称之为线程私有的内存）。

当线程正执行 Java 程序时：程序计数器 记录正在执行的虚拟机字节指令地址。

执行 native 方法，计数器值为空 undefined；

该内存区域是唯一一个 Java 虚拟机规范中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的内存区域；

这块内存区域是线程私有的。

虚拟机栈

虚拟机栈是方法的工作空间，由一个一个的栈帧组成，栈帧是在每一个方法调用时产生的。

每一个栈帧由局部变量区、操作数栈等组成。每创建一个栈帧压栈，当一个方法执行完毕之后则出栈。

  • 如果出现方法递归调用出现死循环的话就会造成栈帧过多，最终会抛出 StackOverflowError。
  • 若线程执行过程中栈帧大小超出虚拟机栈限制，则会抛出 StackOverFlowError。
  • 若虚拟机栈允许动态扩展，但在尝试扩展时内存不足，或者在为一个新线程初始化新的虚拟机栈时申请不到足够的内存，则会抛出 OutOfMemoryError。

这块内存区域也是线程私有的。

Java 堆

Java 堆是整个虚拟机所管理的最大内存区域，所有的对象创建都是在这个区域进行内存分配。

堆区包括属性空间和方法空间，属性的类型决定开辟空间大小，属性个数决定开辟空间数量，堆中存放方法引用的空间大小为4个字节

这块区域也是垃圾回收器重点管理的区域，由于大多数垃圾回收器都采用分代回收算法，所有堆内存也分为 新生代（Young）、老年代（Old），可以方便垃圾的准确回收。

新生代 ( Young ) 又被划分为三个区域：Eden、From Survivor、To Survivor。

新生代：Young Generation，主要用来存放新生的对象。

老年代：Old Generation 或者称作 Tenured Generation ，主要存放应用程序声明周期长的内存对象。

这块内存属于线程共享区域。

方法区

在 Sun JDK 中这块区域对应的为 PermanetGeneration ，又称为持久代，方法区是堆的逻辑部分。

方法区主要用于存放已经被虚拟机加载的类信息，如常量，静态变量。 这块区域也被称为永久代。

由于持久代内可能会发生内存泄露或溢出等问题而导致的 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen ，JEP小组从 JDK1.7 开始就筹划移除持久代（JEP 122: Remove the Permanent Generation），并且在 JDK 1.7 中把字符串常量，符号引用等移出了持久代。到了 Java 8，持久代被彻底地移出了 JVM，取而代之的是元空间（Metaspace）：

In JDK 8, classes metadata is now stored in the native heap and this space is called Metaspace.

所以从Java 8开始，方法区被移至 Metaspace 内。

这块内存属于线程共享区域。

运行时常量池

运行时常量池是class文件中每一个类或接口的常量池表的运行时表示形式，是方法区的一部分。

它包括了若干种不同的常量。常量池表存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。运行时常量池具有动态性，运行期间也可以将新的量放到运行时常量池中，典型的应用是String类的intern方法:

public native String intern()
复制代码

JDK 1.7 开始，字符串常量和符号引用等就被移出持久代：

  • 符号引用迁移至系统堆内存(Native Heap)
  • 字符串字面量迁移至Java堆(Java Heap)