物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存

物理內(nèi)存就是RAM和寄存器（用來存儲(chǔ)計(jì)算單元執(zhí)行指令的中間結(jié)果）凡蚜。連接處理器和RAM或者寄存器和處理器的是地址總線姊途。這個(gè)地址總線的寬度影響物理地址的索引范圍朦乏，因?yàn)榭偩€的寬度決定了一次可以從寄存器或者內(nèi)存中獲取多少個(gè)bit。
通常地址總線和寄存器和RAM有相同的位數(shù)，更容易傳輸數(shù)據(jù)芜辕。

一般來說如果要直接讓程序直接訪問存儲(chǔ)器外涧偷，大部分是通過操作系統(tǒng)提供的接口來實(shí)現(xiàn)簸喂。但是在Java不用寫和內(nèi)存相關(guān)的代碼。

我們運(yùn)行程序都要申請(qǐng)內(nèi)存地址燎潮。而通常操作系統(tǒng)管理內(nèi)存是按照進(jìn)程方式處理喻鳄，每個(gè)進(jìn)程都獨(dú)享一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存空間，互不打擾确封，但這個(gè)互不打擾和獨(dú)立性是通過操作系統(tǒng)來保證的除呵。

而這個(gè)獨(dú)立性更多也只是一個(gè)概念性的東西，實(shí)際上物理內(nèi)存可以被多個(gè)運(yùn)行進(jìn)程共享爪喘，這個(gè)稱為虛擬內(nèi)存颜曾。

概念性大概就是計(jì)算機(jī)口頭上是不承認(rèn)自己的物理內(nèi)存是共享的，而表面上看起來也是進(jìn)程內(nèi)存使用相互獨(dú)立的腥放，但是從底層的角度考慮其實(shí)物理內(nèi)存是共享的泛啸。

而完成所謂的邏輯獨(dú)立和實(shí)際不獨(dú)立的方法就是通過虛擬內(nèi)存技術(shù)，具體來說是虛擬地址秃症。讓物理內(nèi)存被共享候址，提高內(nèi)存利用，還能拓展內(nèi)存的地址空間种柑。一個(gè)進(jìn)程不活動(dòng)時(shí)候岗仑，會(huì)將這個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)移動(dòng)到一個(gè)磁盤文件中（通常為windows的頁面文件或者是linux的交換分區(qū)），這樣就騰出內(nèi)存給活動(dòng)程序用啦聚请。當(dāng)我們喚起這個(gè)很久沒使用的程序荠雕，磁盤就開始響稳其，而且會(huì)停頓，將磁盤中的數(shù)據(jù)重新放到物理內(nèi)存中炸卑，這操作很低效率既鞠。

內(nèi)存空間

內(nèi)存空間會(huì)被劃分成內(nèi)核空間和用戶空間，程序只能申請(qǐng)到用戶空間的內(nèi)存盖文，但實(shí)際上程序也能訪問到內(nèi)核空間培漏。

內(nèi)核空間主要適用于操作系統(tǒng)運(yùn)行的程序調(diào)度灶搜，虛擬內(nèi)存使用蝇完，硬件資源連接等程序邏輯咏花。就是給操作系統(tǒng)用的。所以用戶程序不能直接訪問硬件資源疙驾，要通過操作系統(tǒng)發(fā)起凶伙。每一次系統(tǒng)調(diào)用都會(huì)存在內(nèi)存空間的切換，

Java堆

Java堆是用來存儲(chǔ)Java對(duì)象的區(qū)域它碎，堆的大小從JVM啟動(dòng)時(shí)就確定函荣，可以通過－Xmx和-Xms來控制申請(qǐng)大小，但堆的大小申請(qǐng)后就不能改變

線程JVM的運(yùn)行實(shí)體链韭，每個(gè)線程創(chuàng)建時(shí)JVM都會(huì)為它創(chuàng)建一個(gè)堆棧偏竟，

類和類加載器

這兩個(gè)本身就需要存儲(chǔ)空間，他們也被存儲(chǔ)在堆中敞峭，這種區(qū)域叫永久代踊谋？（PermGen區(qū)域）

需要注意JVM按需加載類，只會(huì)加載在應(yīng)用程序指明的類旋讹，一個(gè)類一般而言只會(huì)加載一次殖蚕，倘若你的類加載器是自己實(shí)現(xiàn)的可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)加載的情況，如果PermGen區(qū)不能堆已經(jīng)失效的類做卸載沉迹，可能會(huì)導(dǎo)致PermGen區(qū)內(nèi)存泄漏睦疫。任何系統(tǒng)類或者通過程序類加載器的加載的任何程序類都不能在運(yùn)行時(shí)釋放。

JNI 也會(huì)占用內(nèi)存鞭呕，使得本機(jī)代碼（C語言）可以調(diào)用Java方法

JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)

JVM按照數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)來劃分內(nèi)存蛤育，將其分成幾種不同格式的數(shù)據(jù)，分別存儲(chǔ)在不同的區(qū)域葫松，這些數(shù)據(jù)稱為運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)瓦糕。
運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)劃分如下
1.PC寄存器數(shù)據(jù)
2.Java棧
3.堆
4.方法區(qū)
5.本地方法區(qū)
6.運(yùn)行時(shí)常量池

PC寄存器

保存當(dāng)前執(zhí)行程序的內(nèi)存地址，由于Java程序多線程進(jìn)行腋么，所以多線程交叉執(zhí)行時(shí)咕娄，及時(shí)保存下來程序的內(nèi)存地址就很重要了。

Java棧

每創(chuàng)建一個(gè)線程珊擂，JVM就會(huì)為這個(gè)線程創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的棧圣勒，這個(gè)棧又會(huì)含有多個(gè)棧幀费变。棧幀和方法相聯(lián)系，每調(diào)用一個(gè)方法就創(chuàng)建了一個(gè)棧幀圣贸。存儲(chǔ)一些內(nèi)部變量挚歧，操作棧，返回值等信息旁趟。
Java棧顧名思義就是棧昼激，它塞的元素是棧幀，在Java棧頂?shù)牡胤讲攀钱?dāng)前執(zhí)行的活動(dòng)棧锡搜，一旦結(jié)束工作就會(huì)返回值然后頂部的棧幀被彈出執(zhí)行下一個(gè)棧幀。Java棧不存在信息共享瞧掺，所以里面的變量不用擔(dān)心同步的問題

堆

存儲(chǔ)Java對(duì)象的地方耕餐，每一個(gè)存儲(chǔ)在堆中的Java對(duì)象都是對(duì)象類的一個(gè)副本，堆是被所有Java線程所共享辟狈，所以應(yīng)該注意同步問題肠缔。

方法區(qū)

用來存儲(chǔ)類結(jié)構(gòu)信息的地方，程序啟動(dòng)一段時(shí)間大小固定哼转。是屬于堆的一部分明未。

運(yùn)行時(shí)常量池

放常量，屬于方法區(qū)的一部分壹蔓。

本地方法棧

為運(yùn)行本地方法準(zhǔn)備的空間趟妥，由于很多本地方法使用C語言數(shù)顯，所以也叫C棧佣蓉。JIT技術(shù)就是將一些Java方法重新編譯成本地代碼披摄，然后哦這些編譯后的本地代碼就是用這個(gè)棧跟蹤方法執(zhí)行狀態(tài)。

內(nèi)存分配策略

• 靜態(tài)內(nèi)存分配
• 棧內(nèi)存分配
• 堆內(nèi)存分配

靜態(tài)內(nèi)存分配指在程序編譯時(shí)就能確定每個(gè)數(shù)據(jù)在運(yùn)行時(shí)需求勇凭，然后就可以分配固定的內(nèi)存空間疚膊。不允許在程序中出現(xiàn)可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，或者嵌套或遞歸虾标，因?yàn)殡y以計(jì)算存儲(chǔ)空間需求寓盗。靜態(tài)內(nèi)存分配效率最快。

棧內(nèi)存分配也稱動(dòng)態(tài)分配璧函，運(yùn)行時(shí)才知道內(nèi)存大小傀蚌，但規(guī)定進(jìn)入一個(gè)程序模塊的時(shí)候就要知道數(shù)據(jù)大小并分配內(nèi)存。和結(jié)構(gòu)棧一樣柳譬，棧式內(nèi)存分配按照先進(jìn)后出的形式分配

堆分配喳张，是真正運(yùn)行到相應(yīng)代碼才知道內(nèi)存空間需求，這時(shí)候要用堆分配美澳。

JVM內(nèi)存回收策略

如何識(shí)別垃圾销部，只要某個(gè)對(duì)象不再被其他活動(dòng)對(duì)象引用摸航，那么這個(gè)對(duì)象就可以回收。這里活動(dòng)對(duì)象指能被一個(gè)根對(duì)象集合到達(dá)的對(duì)象舅桩。

根對(duì)象集合如下：

• 在方法中局部變量區(qū)對(duì)象的引用
• Java操作棧的對(duì)象的引用
• 常量池對(duì)象的引用
• 本地方法中持有的對(duì)象的引用
• 類的Class對(duì)象

垃圾收集算法有很多

但是大同小異酱虎，基本是基于分代的方法。

我們會(huì)將堆分成三個(gè)子堆擂涛，Young Old Perm三個(gè)區(qū)

1.Young區(qū)就是新對(duì)象申請(qǐng)的內(nèi)存的位置读串。一般來說Young區(qū)會(huì)分成Eden區(qū)和Survivor區(qū)域，新生成的對(duì)象放在Eden區(qū)撒妈，當(dāng)Eden區(qū)滿時(shí)會(huì)觸發(fā)minor GC 回收Eden區(qū)中不活動(dòng)的對(duì)象恢暖，然后存活的對(duì)象會(huì)移動(dòng)survivor，然后survivor滿了會(huì)移動(dòng)到old區(qū)狰右。

2.一般來說杰捂，old區(qū)是來自young區(qū)的對(duì)象，但是也會(huì)出現(xiàn)新對(duì)象直接生成在old區(qū)的情況棋蚌。當(dāng)old區(qū)滿了會(huì)觸發(fā)Full GC機(jī)制嫁佳。

3.Perm區(qū)主要是存放類的class對(duì)象。

4.Full GC會(huì)回收一切堆中不活動(dòng)的對(duì)象