JAVA程序運行於虛擬機之上，運行時需要內存空間。虛擬機執行JAVA程序的過程中會把它管理的內存劃分爲不同的數據區域方便管理。虛擬機管理內存數據區域劃分如下圖：
一、程序計數器(Program Counter Register)
行號指示器，字節碼指令的分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復(CPU切換)，每條線程都需要一個獨立的計數器，線程私有內存互不影響，該區域不會發生內存溢出異常。
二、虛擬機棧(VM Stack)
虛擬機棧(VM Stack)是線程私有的，聲明週期與線程相同，虛擬機棧是Java方法執行的內存模型，每個方法被執行時都會創建一個棧幀，即方法運行期間的基礎數據結構。
棧幀用於存儲：局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等，每個方法執行中都對應虛擬機棧幀從入棧到處棧的過程。是一種數據結構，是虛擬機中的局部變量表，對應物理層之上的程序數據模型。
局部變量表，是一種程序運行數據模型，存放了編譯期可知的各種數據類型例如：
Boolean、byte、char、short、int、float、long、double、對象引用類型(對象內存地址變量，指針或句柄)。程序運行時，根據局部變量表分配棧幀空間大小。在運行中，大小是不變的異常類型：stackOverFlowError 線程請求棧深度大於虛擬機允許深度 OutOfMemory 內存空間耗盡無法進行擴展。
三、本地方法棧(Native Method Stack)
與虛擬機棧類似，虛擬機棧爲Java程序服務，本地方法棧支持虛擬機的運行服務，具體實現由虛擬機廠商決定，也會拋出 stackOverFlowError、OutOfMemory異常。
四、堆(Heap)
堆(Heap)是虛擬機管理內存中最大的一部分，被所有線程共享，用於存放對象實例(對象、數組)，物理上不連續的內存空間，由於GC收集器，分代收集，所以劃分爲：新生代 Eden、From SurVivor空間、To SurVivor空間，allot buffer(分配空間)，可能會劃分出多個線程私有的緩衝區，老年代。
五、方法區(Method Area)
方法區(Method Area)與堆區一樣屬於線程共享的內存區域，用於存儲虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼（動態加載OSGI）等數據。理論上屬於java虛擬機的一部分，爲了區分開來叫做 Non-Heap非堆。
這個區域可以選擇不進行垃圾回收，該區域回收目的主要是常量池的回收，及類型的卸載class,內存區不足時會拋出OutOfMemory異常
運行時常量池：方法區的一部分，Class的版本、字段、接口、方法等，及編譯期生成的各種字面量、符號引用，編譯類加載後存放在該區域。會拋出OutOfMemory異常。
六、直接內存(Direct Memory)
直接內存(Direct Memory)不屬於虛擬內存區域，是一種基於通道與緩衝區的IO方式，可以使用本地函數直接分配堆外內存，在堆中存儲引用的外部內存地址，通過引用完成對直接引用內存的操作，1.4之後提供的NIO顯著提高效率，避免了堆內存與Native內存的來回複製操作，不受虛擬機內存控制，會拋出OUTOfMemory異常。