运行时数据区
运行时数据区用于保存 JVM 在运行过程中产生的数据，结构如图所示：
Heap
Java 堆是可供各线程共享的运行时内存区域，是 Java 虚拟机所管理的内存区域中最大的一块。此区域非常重要，几乎所有的对象实例和数组实例都要在 Java 堆上分配，但随着 JIT 编译器及逃逸分析技术的发展，也可能会被优化为栈上分配。
Heap 中除了作为对象分配使用，还包含字符串字面量 常量池（Internd Strings） 。 除此之外 Heap 中还包含一个 新生代（Yong Generation）、一个 老年代（Old Generation）。
新生代分三个区，一个Eden区，两个Survivor区，大部分对象在Eden区中生成。Survivor 区总有一个是空的。
老年代中保存一些生命周期较长的对象，当一个对象经过多次的 GC 后还没有被回收，那么它将被移动到老年代。
Methoad Area
方法区的数据由所有线程共享，因此为安全的使用方法区的数据，需要注意线程安全问题。
方法区主要保存类级别的数据，包括：
- ClassLoader Reference
- Runtime Constant Pool
- 数字常量
- 类属性引用
- 方法引用
- Field Data：每个类属性的名称、类型等
- Methoad Data：每个方法的名称、返回值类型、参数列表等
- Methoad Code：每个方法的字节码、本地变量表等
方法区的实现在不同的 JVM 版本有不同，在 JVM 1.8 之前，方法区的实现为 永久代（PermGen），但是由于永久代的大小限制， 经常会出现内存溢出。于是在 JVM 1.8 方法区的实现改为 元空间（Metaspace），元空间是在 Native 的一块内存空间。
Stack
对于每个 JVM 线程，当线程启动时，都会分配一个独立的运行时栈，用以保存方法调用。每个方法调用，都会在栈顶增加一个栈帧（Stack Frame）。
每个栈帧都保存三个引用：本地变量表（Local Variable Array）、 操作数栈（Operand Stack） 和 当前方法所属类的运行时常量池（Runtime Constant Pool）。由于本地变量表和操作数栈的大小都在编译时确定，所以栈帧的大小是固定的。
当被调用的方法返回或抛出异常，栈帧会被弹出。在抛出异常时 printStackTrace() 打印的每一行就是一个栈帧。同时得益于栈帧的特点，栈帧内的数据是线程安全的。
栈的大小可以动态扩展，但是如果一个线程需要的栈大小超过了允许的大小，就会抛出 StackOverflowError。
PC Register
对于每个 JVM 线程，当线程启动时，都会有一个独立的 PC（Program Counter） 计数器，用来保存当前执行的代码地址（方法区中的内存地址）。如果当前方法是 Native 方法，PC 的值为 NULL。一旦执行完成，PC 计数器会被更新为下一个需要执行代码的地址。
Native Method Stack
本地方法栈和 Java 虚拟机栈的作用相似，Java 虚拟机栈执行的是字节码，而本地方法栈执行的是 native 方法。本地方法栈使用传统的栈（C Stack）来支持 native 方法。
Direct Memory
在 JDK 1.4 中新加入了 NIO 类，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 堆里的 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。