Java虚拟机结构主要有三大模块： 虚拟机 堆，方法区，栈

先放一张大图，后面慢慢解释

堆

  堆内存是虚拟机中最大的一块，由年轻代和老年代组成，年轻代内存有分为三个部分，Eden区，From survivor区，To survivor 区。并且他们的默认分配比例是，8:1:1（听起来感觉像是调和油），是线程共享的内存区域。

方法区

方法区存储的是类信息，常量，静态变量等数据，是线程共享的，也称为非堆。

栈

主要分为虚拟机栈和本地方法栈，主要用于方法的执行，这块区域是线程独有的。

程序计数器

这块区域是比较小的，它是记录当前线程执行的字节码行号，字节码解释器通过改变这个值来获取下一条需要执行的字节码指令。只有执行java方法计数器才有值，执行本地方法那就是空的，这块区域是线程独享的。

直接内存

    这块区域我一直不是很理解，这里先记下，回头慢慢琢磨。这里按下不表

    想想还是把这块加上。直接内存并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。但是这部分内存也被频繁地使用，而且也可能导致内存溢出问题。JDK1.4中新增加了NIO，引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式，它可以使用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。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，肯定还是会受到本机总内存（包括RAM、SWAP区）大小以及处理器寻址空间的限制。

说下记忆方法： 

     按照线程共享和独享来区分记忆, 线程独享的区域有 栈和程序计数器。线程共享的有堆和方法区

下面再展开了说下

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堆

    这块区域也是我们关注的最多的区域，也是虚拟机内存中最大的一块。这块区域线程共享，他人生的唯一的作用就是存放对象实例，几乎是说有的对象的实例都在堆中分配内存。

    由于其特性，当然也就成了垃圾收集器（GC）的主要工作区域。现在垃圾收集器基本都是分代收集算法，上面也提到过，堆分为新生代和老年代，还能把新生代细分为三个区域。

    控制堆内存的主要参数有： 

   -Xms :堆的最小内存以M为单位

   -Xmx: 堆的最大内存以M为单位 从性能考虑 -xms可以设置成一样值，避免虚拟机内存的自动伸缩。

   -XX:NewSize : 设置新生代最小值， -XX:MaxNewSize 新生代最大值。

    -XX:NewRatio 可以设置新生代和老年代的比例，他们瓜分整个堆内存。比如 -XX:NewRatio =4 表示新生代和老年代比例为1:4 ,新生代就占了整个堆内存的五分之一。

     -XX:SurvivorRatio 划分一点去和Survivor区的大小比值，设置为8 ，表示 两个Survivor区和一个Eden区的比值是2:8 也就是相当于 1:1:8 ，8当然是Eden区，剩下的两个一样的是Survivor区。

     当堆内存被用完了，没有内存再来分配实例时就会爆出著名的OOM（OutOfMemoryError）。

方法区

    方法区也是线程共享的，它用于存放已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。

    这块区域我们更多的时候称为“永久代”，Permanent Generation。但是不是完全正确。HotSpot用永久代来实现方法去。

    虽然称为永久代，但是数据进入方法区并非就如名称永久代那样，永久的存在。但是相对而言，垃圾收集行为在这块区域比较少出现。这块区域的内存回收主要是针对常量池和对类型卸载。垃圾回收在这块区域的效果也不是很好，类型卸载条件也很苛刻，但是不管怎样还是的做。方法区内存无法满足内存分配需要时，也会爆出OOM。

程序计数器

    程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型里（仅是概念模型，各种虚拟机可能会通过一些更高效的方式去实现），字节码解释器工作时就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。

    由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来说是一个内核）只会执行一条线程中的指令。因此，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数器，各条线程之间的计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Natvie方法，这个计数器值则为空（Undefined）。

此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

虚拟栈

    与程序计数器一样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被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从入栈到出栈的过程。

局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（reference类型，它不等同于对象本身，根据不同的虚拟机实现，它可能是一个指向对象起始地址的引用指针，也可能指向一个代表对象的句柄或者其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。

其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量空间（Slot），其余的数据类型只占用1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。

在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：如果线程请求的栈深度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（当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展，只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务。虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式与数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自由实现它。甚至有的虚拟机（譬如Sun HotSpot虚拟机）直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

简单的总结下，也是帮助记忆。