Java虚拟机运行时数据区分布如下图所示：

**程序计数器：**是内存中的一小块区域，作用可以看作是当前线程所执行字节码的行号指示器。为了线程切换后能恢复到正确的位置，每一个线程都需要有一个独立的程序计数器，因此程序计数器是线程私有的。如果线程正在执行一个Java方法，计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址，如果是Native方法，这个计数器的值为空。此内存区域是Java虚拟机规范中唯一一个没有规定任何OOM情况的区域；

**Java虚拟机栈：**线程私有，生命周期和线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行时都会同时创建一个栈帧用于储存局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

局部变量表中存放了编译器可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型，所需的内存空间在编译期间分配完成，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法的运行期间不会改变局部变量表的大小。JVM规范中此区域规定了两种异常：当请求的栈深度大于JVM允许的最大深度抛出StackOverFlowError异常，如果JVM可以动态扩展，扩展无法申请到足够内存时会抛出OOM异常。

**本地方法栈：**作用与虚拟机栈类似，为Native方法服务；

**Java堆：**是JVM管理的内存最大的一块，是被所有线程共享的一块内存区域，在JVM启动是创建，作用是存放对象实例。Java堆是垃圾收集管理的主要区域，Java堆可以是物理上不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可。如果堆上没有内存完成实例分配，并且堆无法扩展时，将会抛出OOM异常；

**方法区：**线程共享的内存区域，用于存放已经被JVM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据，方法区无法分配内存将会抛出OOM异常；

**运行时常量池：**运行时常量池是方法区的一部分，class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口描述信息外，还有一项是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后放到方法区的运行时常量池中。

Java对象访问在内存中的过程：

Object obj = new Object();

Object obj    这部分会反映到Java栈的本地变量表中 ；

new Object() 这部分语意将会反映到Java堆中，   另外在堆中必须包含能查找到此对象类型数据（如对象类型，父类，实现接口，方法）的地址信息，这类数据存储在方法区中

由于引用类型在JVM规范中只规定了一个对象的引用，并没有定义这个引用应该通过那种方式去定位，以及访问到Java堆中的对象的具体位置，因此不同JVM有不同的实现方式。主流的有两种方式：使用句柄和直接指针。

句柄：

直接指针：

这两种各有优势：

句柄访问最大的好处是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要被修改；

直接指针访问最大的好处是速度快，节省了一次指针定位的时间开销，由于对象访问在Java中非常频繁，因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本。