Sun定义的Java技术体系包括：数组
Java程序设计语言、Java虚拟机、Java API类库同城为JDK，是支持Java运行的最小环境。多线程
Java API类库中的部分和Java虚拟机统称为JRE，是支持运行的标准环境。布局
Java虚拟机在执行Java程序的过程当中会把它所管理的内存划分为若干个不一样的数据区域。这些区域都有各自的用途以及建立和销毁的时间。有的区域（线程共享的数据区域）随着虚拟机的启动而存在，有的区域（线程隔离的数据区域）则要依赖用户线程的启动和结束来建立或者是销毁。操作系统
程序计数器线程
程序计数器（Program Counter Register）是一块较小的内存空间，它能够看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。设计
因为Java虚拟机的多线程是经过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，在任何一个肯定的时刻，一个处理器（对于多核处理器来讲是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。所以为了线程切换以后可以恢复到正确的执行位置，每条线程都须要拥有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互补影响，独立存储。因此程序计数器是线程私有的内存（线程隔离）。指针
若是线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的就是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；若是正在执行的是Native方法，那么这个计数器的值就为空（Undefined）。此内存区域是惟一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError状况的区域。对象
Java虚拟机栈接口
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）也是线程私有的，即它的生命周期和线程的相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每一个方法在执行时都会建立一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操做数栈、动态连接、方法出口等信息。每个方法从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。生命周期
本地方法栈
本地方法栈（Native Method Stack）与虚拟机栈所发挥的做用是很是类似的，它们之间的区别就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。
Java堆
Java堆（Java Heap）是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被全部线程共享的一块数据区域，在虚拟机启动时建立。此内存区域的惟一目的就是存放对象实例，几乎全部的对象实例都在这里分配内存。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，所以不少时候也被称为“GC堆”。
根据Java虚拟机规范规定，Java堆能够处于物理上不连续的内存空间中，即只要逻辑上是连续的便可，就像咱们磁盘空间同样。在实现时，能够固定大小，也但是可拓展的，主流的虚拟机都是按照可拓展来实现的（经过-Xmx和-Xms来控制）。若是在堆中没有内存完成实例分配，而且堆也没法继续拓展时，将会抛出OutOfMemortError异常。
方法区
方法区（Method Area）与Java堆同样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机将其描述为堆的一个逻辑部分，可是它却有一个别名叫作Non-Heap（非堆）。目的是与Java堆区分开来。
运行时常量池
运行时常量池是方法区（Runtime Constant Pool）的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息就是常量池，用于存放编译时期生成的各类字面量和符号引用，这部份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，Java语言并不要求常量必定只有编译期才能产生，也就是并不是预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的即是String类的intern（）方法。
直接内存
因为直接内存（Direct Memory）并非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。可是这部份内存也被频繁地使用，并且也可能致使内存溢出异常（OutOfMemoryError）出现，因此也放到这部分进行介绍。
显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制。可是确定仍是会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。管理员在配置虚拟机参数时，会根据实际内存设置-Xmx等参数信息，但常常忽略直接内存，使得各个内存区域总和大于物理内存限制（包括物理的和操做系统级的限制），从而致使动态拓展时出现OutOfMemoryError异常。
虚拟机遇到一条new指令时，首先将去检查这个指令的参数可否在常量池中定位到一个类的符号引用。而且检查这个符号引用表明的类是否已经被加载、解析和初始化过。若是没有，那就先执行类加载的过程。
在类加载检查经过后，接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成以后即可彻底肯定。
为对象分配空间的任务等同于把一块肯定大小的内存从Java堆中划分出来。有两种方式，选择哪种分配方式由Java堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。
一、指针碰撞：假设Java堆中内存是规整的，全部用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另外一边，中间放着一个指针做为分界点的指示器，那分配内存就是将指针往空间空间挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配内存的方式就被称为指针碰撞；
二、空闲列表：若是Java堆中的内存并非规整的，已经使用的内存和空闲内存相互交错，那就没有办法简单地使用指针碰撞的方法进行内存分配了。虚拟机此时必须维护一个列表用来记录哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间为分配给对象实例，而且更新列表上的记录，这种分配方式就被称为空闲列表。
内存分配完成以后，虚拟机须要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），若是使用TLAB，则此工做能够提早至TLAB分配时进行。这一步操做保证了对象的实例字段在Java代码中能够不赋初值就能够直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
接下来，虚拟机要对对象进行一些必要的设置，好比这个对象是哪一个类的实例、如何才能找到类的元数据、对象的哈希码、对象的GC分代年龄等信息。
对象在内存中存储的布局能够分为3块区域：对象头、实力数据、对齐补充。
对象头：1：用于存储自身的运行时数据，包括哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。2：类型指针，即对象指向它的元数据的指针，虚拟机经过这个指针来肯定这个对象是哪一个类的实例。不过并非全部的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针，查找对象的元数据信息并不必定要通过对象自己。另外，若是对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，由于虚拟机能够经过普通Java对象的元数据信息肯定Java对象的大小，可是从数组的元数据中却没法肯定数组的大小。
实例数据：实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各类类型的字段内容。
对齐填充：对齐填充并非必然存在的，它仅仅起着占位符的做用。因为HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数（一倍或者两倍），所以，当对象实例数据部分没有对齐时，就须要经过对齐填充来补全。
创建对象是为了使用对象， Java程序须要经过栈上的reference数据来操做堆上的具体对象。因为reference类型在Java虚拟机规范中只规定了一个指向对象的引用，并无定义这个引用应该经过何种方式去定位、访问堆中的对象的具体位置，因此对象访问方法也是取决于虚拟机的实现而决定的。目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。
一、经过句柄访问对象：
优势：reference存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动（垃圾收集时移动对象是很是广泛的行为）时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference自己不须要改变;
缺点：增长了一次指针定位的时间开销。
二、经过直接指针访问对象：
优势：节省了一次指针定位的开销
缺点：在对象被移动时reference自己须要被修改。
Java堆溢出
Java堆用于存储对象实例，只要不停地建立对象，而且保证GC Roots到对象之间有可达路径类避免垃圾回收机制清除这些对象对象，那么在对象数量达到最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。
虚拟机栈和本地方法栈溢出
关于虚拟机栈和本地方法栈，在Java虚拟机规范中描述了两种异常：
若是线程请求的栈深度大于虚拟机所容许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常；
若是虚拟机在扩展栈时没法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。
这里把异常分为两种状况，看似较为严谨，但却存在着一些互相重叠的地方：当栈空间没法继续分配时，究竟是已使用的栈空间太大，仍是内存过小，其本质上都只是对同一件事情的两种描述而已。
方法区和运行时常量池溢出
本机直接内存溢出
博客：https://www.jianshu.com/p/3bfea2eda30a