1、JVM

1.1 JVM内存结构

JDK7内存模型

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JDK8内存模型

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JVM内存结构：

其中线程私有的是（1）（2）（3）

（1）PC寄存器（程序计数器）：

a.每个线程都有，为了在多线程切换时，回到自己之前的位置
b.寄存器里边指定了下一条需要执行的指令
c.执行Java代码时，保存当前指令的地址
d.不会有OOM的情况
e.native方法为空

（2）Java虚拟机栈

1.每个方法执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程。
2. 之前我们一直讲的栈区域实际上就是此处的虚拟机栈，再详细一点，是虚拟机栈中的局部变量表部分。
3.此区域一共会产生以下两种异常:
1. 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度(-Xss设置栈容量)，将会抛出StackOverFlowError异常。
2. 虚拟机在动态扩展时无法申请到足够的内存，会抛出OOM(OutOfMemoryError)异常

每个方法执行时创建一个栈帧用于存储：
a.局部变量表：8种基本数据类型、对象引用、字节码指令地址。内存在编译期间分配
b.操作数栈：从局部变量种去除数据，深度在编译期间确定
c.动态链接：符号引用
d.方法返回地址：方法出口

（3）本地方法栈

与虚拟机栈作用一样，区别是本地方法栈执行Native方法，而虚拟机栈
为JVM执行的Java方法服务。

线程共享区域（4）（5）

（4）Java堆

a.在JVM启动时创建，所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
b.如果在堆中没有足够的内存完成实例分配并且堆也无法再拓展时，将会抛出OOM。
c.可以动态扩展OOM(年轻代、老年代、永久代-元空间)

（5）方法区/元数据区

a.用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
b.此区域的内存回收主要是针对常量池的回收以及对类型的卸载。当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OOM异常。

(6)运行时常量池-方法区内

a.编译期及运行期间产生的常量被放在运行时常量池中。
b.这里所说的常量包括：基本类型、包装类（包装类不管理浮点型，整形只会管理-128到127）和String。
c.类加载时，会查询字符串常量池，以保证运行时常量池所引用的字符串与字符串常量池中是一致的。

常量池补充说明
常量池可以分为 Class文件常量池、运行时常量池、字符串常量池：


a.Class文件常量池Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），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进入方法区的运行时常量池中存放。b.运行时常量池运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法。c.字符串常量池存储字符串对象，或是字符串对象的引用。

（7）直接内存

a.在JDK 1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据。b.直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是，既然是内存，肯定还是会受到本机总内存（包括RAM以及SWAP区或者分页文件）大小以及处理器寻址空间的限制。也可能导致OutOfMemoryError异常出现。

1.2 JVM垃圾回收机制GC

**JVM垃圾回收发生在堆和方法区，Java进程在启动后会创建垃圾回收线程，来对内存中无用的对象进行回收。
**

1.2.1 如何判断对象已死（垃圾）

（1）引用计数法

给对象分配一个引用计数器，每当有地方引用它时，计数+1，当引用失效时，计数-1。当某个对象的计数为0时，就不能被引用了，人认为对象已死。
缺点：当两个对象循环引用时，无法回收

（2）可达性分析法

任务所有对象都是从“GC Roots”的对象作为起始点（树根节点），从这些节点出发向下搜索，可以遍历到的对象就是“可达对象”,遍历的路径称为“GC Roots引用链”。当某个对象与GC Roots之间没有引用链时，就认为该对象不可达，这些对象会被认为是可以回收的对象
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1.2.2 垃圾回收算法

（1）复制引用法-新生代的收集算法

将内存分为容量相等的两块，每次只使用其中一块，当这一块用完了，就将还活着的对象复制到另外一块上，然后把已使用的内存空间一次性清理掉
优点：实现简单，因为每次都是堆整个半区进行回收，因此就不会产生内存碎片
缺点：内存利用率低，只能用一半

（2）标记清除法-老年代收集算法（基础算法）

（1）先标记出要回收的对象
（2）标记完成后，统一回收这些对象
优点：不需要额外的空间
缺点：回产生内存碎片

（3）标记整理法-老年代收集算法

（1）先标记出要回收的对象
（2）标记完成后，统一回收这些对象
（3）让存活的对象向一端移动

（4）分代收集算法

当前JVM垃圾收集都采用的是"分代收集(Generational Collection)"算法，这个算法并没有新思想，只是根据对象存活周期的不同将内存划分为几块。
一般是把Java堆分为新生代和老年代。
在新生代中，每次垃圾回收都有大批对象死去，只有少量存活，因此我们采用复制算法；而老年代中对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须采用"标记-清理"或者"标记-整理"算法。

2、堆和方法区的垃圾回收

3、Java8中字符串常量池到底是在哪里？

今天看String\StringBuilder\StringBuffer时，遇到了字符串常量池这个名词，虽然之前听过，但没有细究过它到底是存在哪里。
于是在网上搜寻了一番，说的我都挺懵，但看到一篇自我感觉比较清晰详细的文章，在这里–》

总的来说就是，JDK1.7之前，运行时常量池（字符串常量池也在里边）是存放在方法区，此时方法区的实现是永久带。
JDK1.7字符串常量池被单独从方法区移到堆中，运行时常量池剩下的还在永久带（方法区）
JDK1.8，永久带更名为元空间（方法区的新的实现），但字符串常量池池还在堆中，运行时常量池在元空间（方法区）。