根據《Java 虛擬機規范(Java SE 7版)》規定，Java虛擬機所管理的內存將會包括一下幾個運行時數據區域：
1.程序計數器
程序計數器（Program Counter Register） 是一塊較小的內存空間，它可以看作是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。在虛擬機的概念模型里，字節碼解釋器工作時就是通過改變這個計數器的值來選取下一條執行字節碼指令。
每條線程都有一個獨立的程序計數器。
如果執行的是java方法，這個計數器記錄的是正在執行的虛擬機字節碼指令地址。如果是native方法，計數器為空。此內存區域是唯一一個在java虛擬機規范中沒有規定任何OutOfMemoryError情況的區域。
2.Java虛擬機棧
同樣是線程私有，描述Java方法執行的內存模型：每個方法在執行的同時都會創建一個棧幀（Stack Frame）用於存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等信息。一個方法對應一個棧幀。
局部變量表存放了各種基本類型、對象引用和returnAddress類型（指向了一條字節碼指令地址）。其中64位長度long 和 double占兩個局部變量空間，其他只占一個。
規定的異常情況有兩種：1.線程請求的棧的深度大於虛擬機所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；2.如果虛擬機可以動態擴展，如果擴展時無法申請到足夠的內存，就拋出OutOfMemoryError異常。
3.本地方法棧
和Java虛擬機棧很類似，不同的是本地方法棧為Native方法服務。
4.Java堆
是Java虛擬機所管理的內存中最大的一塊。由所有線程共享，在虛擬機啟動時創建。堆區唯一目的就是存放對象實例。
堆中可細分為新生代和老年代，再細分可分為Eden空間、From Survivor空間、To Survivor空間。
堆無法擴展時，拋出OutOfMemoryError異常
5.方法區
所有線程共享，存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。
當方法區無法滿足內存分配需求時，拋出OutOfMemoryError
6.運行時常量池
它是方法區的一部分，Class文件中除了有類的版本、字段、方法、接口等描述信息外，還有一項是常量池（Const Pool Table），用於存放編譯期生成的各種字面量和符號引用。並非預置入Class文件中常量池的內容才進入方法運行時常量池，運行期間也可能將新的常量放入池中，這種特性被開發人員利用得比較多的便是String類的intern()方法。
當方法區無法滿足內存分配需求時，拋出OutOfMemoryError
7.直接內存
並不是虛擬機運行時數據區的一部分，也不是Java虛擬機規范中定義的內存區域。
JDK1.4加入了NIO，引入一種基於通道與緩沖區的I/O方式，它可以使用Native函數庫直接分配堆外內存，然后通過一個存儲在Java堆中的DirectByteBuffer對象作為這塊內存的引用進行操作。因為避免了在Java堆和Native堆中來回復制數據，提高了性能。
當各個內存區域總和大於物理內存限制，拋出OutOfMemoryError異常。