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Java虚拟机会将内存分为几个不同的管理区，这些区域各自有各自的用途，根据不同的特点，承担不同的任务以及在垃圾回收时运用不同的算法。总体分为下面几个部分：
程序计数器（Program Counter Register）、JVM虚拟机栈（JVM Stacks）、本地方法栈（Native Method Stacks）、堆（Heap）、方法区（Method Area）
这是一块比较小的内存，不在Ram上，而是直接划分在CPU上的，程序员无法直接操作它，它的作用是：JVM在解释字节码文件（.class）时，存储当前线程所执行的字节码的行号，只是一种概念模型，各种JVM所采用的方式不同，字节码解释器工作时，就是通过改变程序计数器的值来选取下一条要执行的指令，分支、循环、跳转、等基础功能都是依赖此技术区完成的。还有一种情况，就是我们常说的Java多线程方面的，多线程就是通过现程轮流切换而达到的，同一时刻，一个内核只能执行一个指令，所以，对于每一个程序来说，必须有一个计数器来记录程序的执行进度，这样，当现程恢复执行的时候，才能从正确的地方开始，所以，每个线程都必须有一个独立的程序计数器，这类计数器为线程私有的内存。如果一个线程正在执行一个Java方法，则计数器记录的是字节码的指令的地址，如果执行的一个Native方法，则计数器的记录为空，此内存区是唯一一个在Java规范中没有任何OutOfMemoryError情况的区域。
JVM虚拟机栈就是我们常说的堆栈的栈（我们常常把内存粗略分为堆和栈），和程序计数器一样，也是线程私有的，生命周期和线程一样，每个方法被执行的时候会产生一个栈帧，用于存储局部变量表、动态链接、操作数、方法出口等信息。方法的执行过程就是栈帧在JVM中出栈和入栈的过程。局部变量表中存放的是各种基本数据类型，如boolean、byte、char、等8种，及引用类型（存放的是指向各个对象的内存地址），因此，它有一个特点：内存空间可以在编译期间就确定，运行期不在改变。这个内存区域会有两种可能的Java异常：StackOverFlowError和OutOfMemoryError。
从名字即可看出，本地方法栈就是用来处理Java中的本地方法的，Java类的祖先类Object中有众多Native方法，如hashCode()、wait()等，他们的执行很多时候是借助于操作系统，但是JVM需要对他们做一些规范，来处理他们的执行过程。此区域，可以有不同的实现方法，向我们常用的Sun的JVM就是本地方法栈和JVM虚拟机栈是同一个。
堆内存是内存中最重要的一块，也是最有必要进行深究的一部分。因为Java性能的优化，主要就是针对这部分内存的。所有的对象实例及数组都是在堆上面分配的（随着JIT技术的逐渐成熟，这句话视乎有些绝对，不过至少目前还基本是这样的），可通过-Xmx和-Xms来控制堆的大小。JIT技术的发展产生了新的技术，如栈上分配和标量替换，也许在不久的几年里，即时编译会诞生及成熟，那个时候，“所有的对象实例及数组都是在堆上面分配的”这句话就应该稍微改改了。堆内存是垃圾回收的主要区域，所以在下文垃圾回收板块会重点介绍，此处只做概念方面的解释。在32位系统上最大为2G，64位系统上无限制。可通过-Xms和-Xmx控制，-Xms为JVM启动时申请的最小Heap内存，-Xmx为JVM可申请的最大Heap内存。
方法区是所有线程共享的内存区域，用于存储已经被JVM加载的类信息、常量、静态变量等数据，一般来说，方法区属于持久代（关于持久代，会在GC部分详细介绍，除了持久代，还有新生代和旧生代），也难怪Java规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它不是堆。方法区的垃圾回收比较棘手，就算是Sun的HotSpot VM在这方面也没有做得多么完美。此处引入方法区中一个重要的概念：运行时常量池。主要用于存放在编译过程中产生的字面量（字面量简单理解就是常量）和引用。一般情况，常量的内存分配在编译期间就能确定，但不一定全是，有一些可能就是运行时也可将常量放入常量池中，如String类中有个Native方法intern()<关于intern()的详细说明，请看另一篇文章：http://blog.csdn.net/zhangerqing/article/details/8093919>
此处补充一个在JVM内存管理之外的一个内存区：直接内存。在JDK1.4中新加入类NIO类，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，即我们所说的直接内存，这样在某些场景中会提高程序的性能。
欢迎来到“Under The Hood“第三期。前两期我们分别介绍了JVM的基本结构和功能和Java类文件的基本结构，本期的主要内容有：字节码所操作的原始类型、类型转换的字节码，以及操作JVM栈的字节码。
字节码格式
字节码是JVM的机器语言。JVM加载类文件时，对类中的每个方法，它都会得到一个字节码流。这些字节码流保存在JVM的方法区中。在程序运行过程中，当一个方法被调用时，它的字节码流就会被执行。根据特定JVM设计者的选择，它们可以通过解释的方式，即时编译（Just-in-time compilation）的方式或其他技术的方式被执行。
方法的字节码流就是JVM的指令（instruction）序列。每条指令包含一个单字节的操作码（opcode）和0个或多个操作数（operand）。操作码指明要执行的操作。如果JVM在执行操作前，需要更多的信息，这些信息会以0个或多个操作数的方式，紧跟在操作码的后面。
每种类型的操作码都有一个助记符（mnemonic）。类似典型的汇编语言风格，Java字节码流可以用它们的助记符和紧跟在后面的操作数来表示。例如，下面的字节码流可以分解成多个助记符的形式。
// 字节码流: 03 3b 84 00 01 1a 05 68 3b a7 ff f9 // 分解后: iconst_0 // 03 istore_0 // 3b iinc 0, 1 // 84 00 01 iload_0 // 1a iconst_2 // 05 imul // 68 istore_0 // 3b goto -7 // a7 ff f9
字节码指令集被设计的很紧凑。除了处理跳表的2条指令以外，所有的指令都以字节边界对齐。操作码的总数很少，一个字节就能搞定。这最小化了JVM加载前，通过网络传输的类文件的大小；也使得JVM可以维持很小的实现。
JVM中，所有的计算都是围绕栈（stack）而展开的。因为JVM没有存储任意数值的寄存器（register），所有的操作数在计算开始之前，都必须先压入栈中。因此，字节码指令主要是用来操作栈的。例如，在上面的字节码序列中，通过iload_0先把本地变量（local variable）入栈，然后用iconst_2把数字2入栈的方式，来计算本地变量乘以2。两个整数都入栈之后，imul指令有效的从栈中弹出它们，然后做乘法，最后把运算结果压入栈中。istore_0指令把结果从栈顶弹出，保存回本地变量。JVM被设计成基于栈，而不是寄存器的机器，这使得它在如80486寄存器架构不佳的处理器上，也能被高效的实现。
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