JVM specification對JVM內存的描述
首先我們來了解JVM specification中的JVM整體架構。如下圖：
主要包括兩個子系統和兩個組件： Class loader(類裝載器) 子系統，Execution engine(執行引擎) 子系統；Runtime data area (運行時數據區域)組件， Native interface(本地接口)組件。
Class loader子系統的作用 ：根據給定的全限定名類名(如 java.lang.Object)來裝載class文件的內容到 Runtime data area中的method area(方法區域)。Javsa程序員可以extends java.lang.ClassLoader類來寫自己的Class loader。
Execution engine子系統的作用 ：執行classes中的指令。任何JVM specification實現(JDK)的核心是Execution engine， 換句話說：Sun 的JDK 和IBM的JDK好壞主要取決于他們各自實現的Execution engine的好壞。每個運行中的線程都有一個Execution engine的實例。
Native interface組件 ：與native libraries交互，是其它編程語言交互的接口。
Runtime data area 組件：這個組件就是JVM中的內存
Runtime data area 主要包括五個部分：Heap (堆), Method Area(方法區域), Java Stack(java的棧), Program Counter(程序計數器), Native method stack(本地方法棧)。Heap 和Method Area是被所有線程的共享使用的；而Java stack, Program counter 和Native method stack是以線程為粒度的，每個線程獨自擁有。
Heap
Java程序在運行時創建的所有類實或數組都放在同一個堆中。而一個Java虛擬實例中只存在一個堆空間，因此所有線程都將共享這個堆。每一個java程序獨占一個JVM實例，因而每個java程序都有它自己的堆空間，它們不會彼此干擾。但是同一java程序的多個線程都共享著同一個堆空間，就得考慮多線程訪問對象（堆數據）的同步問題。 （這里可能出現的異常java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space）
JVM堆一般又可以分為以下三部分：
Ø Perm
Perm代主要保存class,method,filed對象，這部門的空間一般不會溢出，除非一次性加載了很多的類，不過在涉及到熱部署的應用服務器的時候，有時候會遇到java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 的錯誤，造成這個錯誤的很大原因就有可能是每次都重新部署，但是重新部署后，類的class沒有被卸載掉，這樣就造成了大量的class對象保存在了perm中，這種情況下，一般重新啟動應用服務器可以解決問題。
Ø Tenured
Tenured區主要保存生命周期長的對象，一般是一些老的對象，當一些對象在Young復制轉移一定的次數以后，對象就會被轉移到Tenured區，一般如果系統中用了application級別的緩存，緩存中的對象往往會被轉移到這一區間。
Ø Young
Young區被劃分為三部分，Eden區和兩個大小嚴格相同的Survivor區，其中Survivor區間中，某一時刻只有其中一個是被使用的，另外一個留做垃圾收集時復制對象用，在Young區間變滿的時候，minor GC就會將存活的對象移到空閑的Survivor區間中，根據JVM的策略，在經過幾次垃圾收集后，任然存活于Survivor的對象將被移動到Tenured區間。
Method area
在Java虛擬機中，被裝載的class的信息存儲在Method area的內存中。當虛擬機裝載某個類型時，它使用類裝載器定位相應的
class文件，然后讀入這個class文件內容并把它傳輸到虛擬機中。緊接著虛擬機提取其中的類型信息，并將這些信息存儲到方法區。該類型中的類（靜態）變量同樣也存儲在方法區中。與Heap 一樣，method area是多線程共享的，因此要考慮多線程訪問的同步問題。比如，假設同時兩個線程都企圖訪問一個名為Lava的類，而這個類還沒有內裝載入虛擬機，那么，這時應該只有一個線程去裝載它，而另一個線程則只能等待。 （這里可能出現的異常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen full）
Java stack
Java stack以幀為單位保存線程的運行狀態。虛擬機只會直接對Java stack執行兩種操作：以幀為單位的壓棧或出棧。每當線程調用一個方法的時候，就對當前狀態作為一個幀保存到
java stack中(壓棧)；當一個方法調用返回時，從java stack彈出一個幀(出棧)。棧的大小是有一定的限制，這個可能出現StackOverFlow問題。 下面的程序可以說明這個問題。
public class TestStackOverFlow {
public static void main(String[] args) {
Recursive r = new Recursive();
r.doit(10000);
// Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
}
}
class Recursive {
public int doit(int t) { if (t <= 1) { return 1;
}
return t + doit(t - 1);
}
}
Program counter
每個運行中的Java程序，每一個線程都有它自己的PC寄存器，也是該線程啟動時創建的。PC寄存器的內容總是指向下一條將被執行指令的餓“地址”，這里的“地址”可以是一個本地指針，也可以是在方法區中相對應于該方法起始指令的偏移量。
Native method stack
對于一個運行中的Java程序而言，它還能會用到一些跟本地方法相關的數據區。當某個線程調用一個本地方法時，它就進入了一個全新的并且不再受虛擬機限制的世界。本地方法可以通過本地方法接口來訪問虛擬機的運行時數據區，不止與此，它還可以做任何它想做的事情。比如，可以調用寄存器，或在操作系統中分配內存等。總之，本地方法具有和JVM相同的能力和權限。 (這里出現JVM無法控制的內存溢出問題native heap OutOfMemory )
JVM提供了相應的參數來對內存大小進行配置。
正如上面描述，JVM中堆被分為了3個大的區間，同時JVM也提供了一些選項對Young,Tenured的大小進行控制。
Ø Total Heap
-Xms ：指定了JVM初始啟動以后初始化內存
-Xmx：指定JVM堆得最大內存，在JVM啟動以后，會分配-Xmx參數指定大小的內存給JVM，但是不一定全部使用，JVM會根據-Xms參數來調節真正用于JVM的內存
-Xmx -Xms之差就是三個Virtual空間的大小
Ø Young Generation
-XX:NewRatio=8意味著tenured 和 young的比值8：1，這樣eden+2*survivor=1/9
堆內存
-XX:SurvivorRatio=32意味著eden和一個survivor的比值是32：1，這樣一個Survivor就占Young區的1/34.
-Xmn 參數設置了年輕代的大小
Ø Perm Generation
-XX:PermSize=16M -XX:MaxPermSize=64M
Thread Stack
-XX:Xss=128K