首先，JVM除了程序計數器之外，都可能發生內存溢出OutOfMemoryError（OOM）異常。這里主要對可能發生內存溢出的區域，原因進行總結。
1.JAVA虛擬機棧
虛擬機棧是線程私有的，虛擬機棧主要存儲局部變量。Java虛擬機規范中，規定了此區域會拋出兩種異常：
（1）如果請求棧深度大於虛擬機允許的深度，即涉及到方法層級調用太多，超過一定限度，將拋出StackOverflowError異常；這里說的棧的深度主要是java啟動參數中xss參數，虛擬機棧大小配置；
（2）虛擬機棧動態擴展，如果得不到足夠的內存申請空間，就會拋出OOM異常；虛擬機棧動態擴展，即當棧空間不夠的時候，會自動加大棧的空間，避免StackOverflowError，此時申請空間不足，便會OOM，部分虛擬機具備這個功能；
2.本地方法棧
本地方法棧是為Native方法方法服務的，與虛擬機棧一樣，本地方法棧也會拋出OOM以及StackOverflowError異常；
3.JAVA堆
JAVA堆是內存管理最大的一塊，是所有線程共享的一塊區域，在虛擬機啟動的時候創建，主要存儲對象實例。這塊主要通過啟動參數-Xmx進行配置，如果申請的對象實例大小超過該配置的參數，便出現OOM異常。內存泄漏也會導致該區域的OOM，內存泄漏會導致不能回收的對象停留在堆中，隨着時間推移便會消耗完堆空間出發OOM。
4.方法區
方法區和java堆一樣，是各個線程共享的內存區域，用於存儲已被虛擬機加載的類信息，常量、靜態變量和即時編譯器編譯后的代碼數據。當方法區無法滿足內存分配，將拋出OOM異常。
當前的一些框架，如Spring、Hibernate等，會使用CGlib技術對類進行增強，相應地會增加類的大小；
還有一些應用，會動態生成JSP文件，JSP文件是需要編譯成Class文件的，大量的文件也有溢出的可能；
或者開發代碼中往常量池添加過多的常量，也有可能造成常量池溢出。
另外一種可能就是我們的應用本身的類就太多，而方法區設置的容量不足，也會容易溢出。
設置方法區的大小，可通過配置-XX：PremSize 設置最小值，-XX：MaxPremSize設置最大值。
5.直接內存
直接內存（Direct Memory）又稱堆外內存，內存對象分配在Java虛擬機的堆以外的內存，這些內存直接受操作系統管理（而不是虛擬機）；
（1）減少了垃圾回收
使用堆外內存的話，堆外內存是直接受操作系統管理( 而不是虛擬機 )。這樣做的結果就是能保持一個較小的堆內內存，以減少垃圾收集對應用的影響。
（2）提升復制速度(io效率)
堆內內存由JVM管理，屬於“用戶態”；而堆外內存由OS管理，屬於“內核態”。如果從堆內向磁盤寫數據時，數據會被先復制到堆外內存，即內核緩沖區，然后再由OS寫入磁盤，使用堆外內存避免了這個操作。
如果堆外內存申請超過，物理內存的限制也會出現OOM異常。