Java虚拟机运行时数据区主要包括：程序计数器，本地方法栈，虚拟机栈，方法区，[堆]五部分。每个区域有各自的用途， 创建及销毁时间。其中，方法区及堆这两个区域由所有线程共享。其他几部分为线程私有的数据区，即每个线程都有各自的程序计数器，本地方法栈及虚拟机栈。
程序计数器：
占据一块很小的内存，可以看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。计数器记录正在执行的虚拟机字节码指令地址。此区域是JVM中唯一没有规定任何OutOfMemory异常的区域。
物理上程序计数器在CPU内部。
虚拟机栈：
线程私有，生命周期与线程相同。虚拟机栈描述了线程中Java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧，方法调用过程就是栈帧入栈的过程，执行完成后栈帧出栈。每个栈帧中存储着局部变量表（大小在编译期确定），操作数栈，动态链接及方法出口等信息。启动JVM用-XSS参数指定大小。
此区域规定有两种异常状况：（1）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。（2）如果虚拟机栈可以动态扩展， 当扩展时无法申请到足够内存，就会抛出OurOfMemoryError异常。
物理上位于RAM上。
本地方法栈
与虚拟机栈所发挥的作用类似，且一样会抛出StackOverflowError及OutOfMemoryError异常。不同之处在于虚拟机栈为执行Java方法服务, 而本地方法栈则为虚拟机栈使用的Native方法服务。本地方法由C语言实现。
堆
虚拟机所管理内存中最大的一部分，被所有线程共享，在虚拟机启动时创建，用于存放对象实例，几乎所有对象实例及数组均会在堆中被分配内存。说“几乎”是因为今年来因为JIT编译器及逃逸分析技术，栈上分配、标量替换优化技术的使用使得“所有对象及数组都分配在堆上”不那么绝对。
Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也称为GC堆。从GC角度来看，Java堆可以细分为：新生代和老年代。进一步还可以分为Eden、From Survivor、To Survivor。
物理上同虚拟机栈一样都位于RAM上。Java堆存储空间只是逻辑上连续，在物理上不连续。可扩展（-Xms， -Xmx）。
如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OurOfMemoryError异常。
方法区
线程共享，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。在HotSpot JVM中方法区可细分为持久代和代码缓冲区。在JDK 1.7以后，将原本在永久代中的字符串常量池的位置调到了heap中。在JDK 1.8中持久代被替换为元空间,用以存储类元信息，每一个类加载器的存储区均称为一个元空间。
Java虚拟机规范规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
