JVM 运行时的数据区域
JVM 在运行时，会按照程序执行的需要来创建一系列的运行时数据区域。有的区域只会随 JVM 起停而被创建和销毁，有的区域则会独立分配给各个线程，并随线程的起停而创建和销毁。这些运行时区域，按照功能和性质不同，会分成如下几部分：
pc (program counter) 寄存器
JVM 允许同时运行多个线程，每个线程都有它自己的 PC 寄存器。在任意时刻，每个 JVM 线程都在执行一个方法中的某条语句，而这个正在被执行的方法，就叫做这个线程的 “当前方法”。
如果当前方法不是一个本地 (native) 方法，那么 PC 寄存器的内容是当前正在执行的指令的地址；如果当前方法是本地方法，那么 PC 寄存器的值则是空 (undefined) 的。
JVM 栈
每个 JVM 都会在其启动时创建自己私有的 JVM 栈，栈之中存储的是栈帧，用于存储局部变量和方法调用信息。
规范中允许栈的深度可以是固定的，也可以根据要求动态的扩展和收缩。如果是固定深度的栈，那么每个栈的深度会在其创建时按照需要独立指定。
当请求创建的栈大于所允许的深度，那么 JVM 会抛出 StackOverflowError 异常；当程序试图扩大一个可以动态伸缩的栈，或者试图为新的线程创建一个栈，但是可用内存不足以完成这个操作时，那么 JVM 会抛出 OutOfMemoryError 异常。
本地方法栈
本地方法栈与 JVM 栈类似，保存了本地方法的调用信息。
本地方法栈的空间可以是固定的，也可以是动态伸缩的。
当程序申请了大于所允许的本地方法栈空间，那么 JVM 会抛出 StackOverflowError 异常；如果程序申请扩展一个可以动态伸缩的本地方法栈，或者试图创建一个栈，但是可用内存不足以满足要求时，JVM 会抛出 OutOfMemoryError 异常。
堆
在 JVM 启动时，会创建一个共享于所有线程的堆空间，其中存放着所有的对象，和被分配好空间的数组。用于存放对象的空间由一个自动化的存储空间管理机制，即垃圾回收机制 (garbage collector)，来进行管理。堆空间可以是固定大小的，也可以是按需伸缩的。
如果程序试图申请扩大堆空间，但是存储管理机制无法满足需求时，JVM 会抛出 OutOfMemory 异常。
在堆中，JVM 又根据作用不同，将内存空间分为如下几部分：
新生代 (New generation)
新生代保留的是生命周期短，并且很快就会被回收掉的对象。其中的空间又随着 “复制算法” 这一垃圾回收算法而被分为 Eden Space 和 Survivor Space。具体可以参考 Java 的垃圾回收算法这篇博文。
老年代 (Tenured generation)
在多次垃圾回收后仍然存活的对象，将会被放到老年代空间中。因此可以认为，老年代中的对象的生命周期都是比较长的。
方法区
方法区 (method area) 是一个共享于所有 JVM 线程的空间，创建于 JVM 启动时，其中主要存放的是类的元数据，包括类的类型信息、常量池、方法数据、方法的代码等，这些数据主要来源于 class 文件。方法区逻辑上属于堆的一部分，但是为了与堆区分开来，方法区通常又叫非堆。
类型信息包括类的完整名称、父类的完整名称、类型修饰符 (private/protected/public)，和类型的直接接口类表。
方法的数据包括方法的名称、返回类型、参数、方法的修饰符、字节码、操作数栈和方法栈帧的局部变量区大小，和异常表。
方法区的大小可以是固定的，也可以是按需伸缩的，但是根据虚拟机实现的不同，垃圾回收机制可能不会回收或压缩方法区的空间。
如果方法区的可用内存无法满足一次申请空间的请求，那么 JVM 会抛出 OutOfMemoryError 异常。
永久代和 Metaspace
在 HotSpot VM 中，永久代和 Metaspace 就是方法区的具体实现。在 Java 8 之前，方法区是以永久代的形式存在的；而从 Java 8 之后，永久代就被 Metaspace 取而代之了。
在 Java 1.7 和之前版本中，永久代是一块独立于堆的内存空间，在物理内存上与堆是连续的。同时，在 Java 1.7 中，一部分原属于永久代的内容也在逐步被移动到其他位置，比如符号引用被移动到了本地内存 (native memory) 中，字符串常量池和类的静态变量则被移动到了堆中。
从 Java 8 开始，永久代被 Metaspace 取而代之。Metaspace 的内存空间不再与堆连续，而是存在于本地内存中。
运行时常量池
运行时常量池对应 class 文件中的 constant_pool 表。
运行时常量池中包含了数值常量和属性的引用。每个运行时常量池的空间都会在类或接口被创建时生成，并且从方法区中分配空间。在创建运行时方法区时，如果申请的空间大于方法区可提供的空间，那么 JVM 会抛出 OutOfMemoryError 异常。
参考文档
[^1]: 《The Java Virtual Machine Specification (Java SE 8 Edition)》 - 2.5 Run-Time Data Areas
[^2]: 面试官，Java8 JVM 内存结构变了，永久代到元空间
[^3]: 方法区 - JVM 运行时的数据区域
[^4]: 方法区（永久区、元空间） - 深入理解 JAVA 虚拟机（内存模型 + GC 算法 + JVM 调优）
[^5]: Java8 内存模型 — 永久代 (PermGen) 和元空间 (Metaspace)