Jvm組成部分

1. PC寄存器/程序計數(shù)器

一塊小的內(nèi)存空間炫欺，作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器伶跷。分支蚓炬，循環(huán)松逊，跳轉(zhuǎn)，異常處理肯夏，線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都依賴計數(shù)器完成经宏。在任何一個時刻，一個處理器只會執(zhí)行一條線程中的指令驯击，因此烁兰，為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每條線程需要一個獨立的程序計數(shù)器（私有內(nèi)存）徊都。Java方法的計數(shù)器記錄正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼指令的地址沪斟，Native方法的計數(shù)器為空。計數(shù)器不存在OutofMemoryError.

2. Jvm棧

Jvm棧也是線程私有的暇矫，生命周期與線程相同主之。Jvm棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個方法被執(zhí)行的時候都會創(chuàng)建一個棧幀（stackframe）用于存儲局部變量表，操作棧李根，動態(tài)鏈接槽奕，方法出口等信息。每一個方法被調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程房轿，就對應(yīng)著一個棧幀在Jvm棧從入棧到出棧的過程史翘。局部變量表存放了基本數(shù)據(jù)類型（boolean，byte冀续，char琼讽，short，int洪唐，float钻蹬，long，double）凭需，對象引用（指向?qū)ο蟮刂返闹羔槪┖蛂eturnAddress（指向一條字節(jié)碼指令的地址）问欠。在方法運行期間不會改變局部變量表大小。

3. 本地方法棧

本地方法棧作用與Jvm棧作用類似粒蜈，區(qū)別不過是Jvm棧執(zhí)行的是Java方法顺献，本地方法棧執(zhí)行的是Native方法。

4. Jvm堆

Jvm堆是Jvm內(nèi)存最大的一塊枯怖，被所有線程所共享注整。Jvm堆在Jvm啟動時創(chuàng)建，此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實例，幾乎所有的對象實例都在這里分配內(nèi)存肿轨。Jvm堆是垃圾收集器（GC）管理的主要區(qū)域寿冕。Jvm堆可以處于物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上是連續(xù)的即可椒袍。因為堆是Jvm中所有線程所共享的驼唱，因此在其上進行對象內(nèi)存分配均需要進行加鎖，這也導(dǎo)致了new對象的開銷是比較大的驹暑。Sun Hotspot Jvm為了提升對象內(nèi)存分配的效率玫恳，對于所創(chuàng)建的線程都會分配一塊獨立的空間TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由Jvm根據(jù)運行的情況計算而得优俘，在TLAB上分配對象不用加鎖京办，因此Jvm給線程分配對象的內(nèi)存時會盡可能的在TLAB上分配，如果對象過大兼吓，則仍需在堆空間分配臂港。TLAB僅作用于Eden Space森枪。

5. 方法區(qū)

與Jvm堆一樣视搏，方法區(qū)是各個線程共享的區(qū)域，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息县袱，常量浑娜，靜態(tài)變量，即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)式散。方法區(qū)也可以叫永生代筋遭，但是Hotspot準(zhǔn)備放棄永生代，使用Native Memory來實現(xiàn)方法區(qū)暴拄。相對而言漓滔，GC在這個區(qū)域比較少的出現(xiàn)，這個區(qū)域內(nèi)回收目標(biāo)主要是常量池和對類型的卸載乖篷。

6. 運行時常量池

運行時常量池是方法區(qū)的一部分，這里存放的是類中的固定的常量信息，方法和Field的引用信息捌臊。

Jvm垃圾回收機制

觸發(fā)GC的條件：

1）GC在優(yōu)先級最低的線程中進行或链，一般在應(yīng)用程序空閑，即沒有應(yīng)用程序在運行時鲸沮，被調(diào)用琳骡。

2）例外: 當(dāng)Jvm堆內(nèi)存不足時，GC會被調(diào)用讼溺。當(dāng)應(yīng)用線程正在運行楣号，并且在運行過程中創(chuàng)建對象，若這時內(nèi)存不足，Jvm會強制調(diào)用GC竖席。若一次GC之后仍不能滿足內(nèi)存分配耘纱，Jvm會再次進行兩次GC，若仍不能滿足毕荐，Jvm報OutofMemoryError,Java應(yīng)用停止束析。

GC的Generation算法（分代收集算法）

分代收集算法是大部分Jvm的垃圾收集器采用的算法。他的核心思想是根據(jù)對象存活的生命周期憎亚，將內(nèi)存劃分為若干個不同的區(qū)域员寇。一般情況下將堆分為老年代和新生代，方法區(qū)為永生代（新版本將永生代廢棄第美，引入元空間的概念蝶锋，永生代使用Jvm內(nèi)存兒元空間直接使用物理內(nèi)存）。新生代分為Eden區(qū)和Survivor區(qū)（Survivor from和Survivor to）什往，大小比例默認為8:1:1.新產(chǎn)生的對象優(yōu)先進入Eden區(qū)扳缕，當(dāng)Eden區(qū)滿了之后再使用Survivor from，當(dāng)Survivor from也滿了之后别威，就進行Minor GC（新生代GC）躯舔，將Eden和Survivor from中存活的對象使用Copying算法復(fù)制進入Survivor to，原來的Survivor to就成了新的Survivor from省古，Copying算法在復(fù)制之后清空Eden和Survivor from粥庄，原來的Survivor from就成了新的Survivor to。復(fù)制的時候豺妓，如果Survivor to無法容納全部存活的對象惜互，則根據(jù)老年代的分配擔(dān)保，將對象復(fù)制進入老年代琳拭，如果老年代也無法容納训堆，則進行Full GC（老年代GC或者稱為Major GC）。老年代的特點就是每次垃圾收集時白嘁，只有少量對象需要被回收坑鱼，而新生代的特點是每次都要回收大量的對象，因此可以根據(jù)不同代的特點采取合理的收集算法权薯。程序中主動調(diào)用System.gc()強制執(zhí)行的GC為Full GC姑躲。
Jvm對新生代采用Copying算法，因為新生代每次GC都要回收大部分對象盟蚣，需要復(fù)制的操作次數(shù)較少黍析；
老年代的特點是每次GC只回收少量對象，一般使用Mark-Compact算法屎开；

1）大對象直接進入老年代阐枣，Jvm有個參數(shù)配置，大于這個值直接進入老年代，避免Eden和Survivor區(qū)之間發(fā)生大量的對象復(fù)制操作蔼两。

2）長期存活的對象進入老年代甩鳄，Jvm給每個對象定義一個對象年齡計數(shù)器，如果對象在Eden出生额划，經(jīng)歷一次Minor GC之后仍存活妙啃，將其移入Survivor區(qū)并且年齡+1.每經(jīng)過一次GC年齡+1,當(dāng)年齡到達15（Jvm參數(shù)，默認為15）俊戳，移入老年代揖赴。

3）但是Jvm不是永遠要求年齡必須達到最大年齡才可以晉升老年代，如果Survivor空間中相同年齡（如年齡X）的所有對象大小的總和大于Survivor的一半時抑胎，年齡大于等于X的所有對象直接進入老年代燥滑。

簡單的三個收集算法

1）標(biāo)記清除算法：

分標(biāo)記，清除兩個階段阿逃。首先標(biāo)記所需要回收的對象铭拧，在標(biāo)記完成之后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)記的對象。不足：一個效率問題恃锉，標(biāo)記和清除的效率都不高搀菩；一個空間問題,標(biāo)記清除之后產(chǎn)生了大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片，碎片太多導(dǎo)致需要分配大對象時無法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不再觸發(fā)一次GC淡喜。

2）復(fù)制算法Copying：

為了解決效率問題秕磷，復(fù)制算法將可用的內(nèi)存分為兩部分诵闭，每次只使用其中一塊炼团，當(dāng)一塊內(nèi)存用完了，將還存活的對象復(fù)制到另一塊上面疏尿，然后再把剛剛用過的內(nèi)存空間一次性清理掉瘟芝，這樣解決了碎片問題。

3）標(biāo)記整理算法 Mark-Compact:

復(fù)制算法在對象存活率較高時就會頻繁進行復(fù)制操作褥琐，效率將降低锌俱，因此有了Mark-Compact算法。標(biāo)記過程和標(biāo)記清除算法相同敌呈，但是后續(xù)不是直接清除對象贸宏，而是讓所有存活的對象向同一側(cè)移動，然后直接清理邊界以外的內(nèi)存磕洪。

兩種算法判定對象是否存活

1）引用計數(shù)算法：給對象中添加一個引用計數(shù)器吭练，每當(dāng)一個地方應(yīng)用了對象，計數(shù)器+1析显，當(dāng)引用失效鲫咽，計數(shù)器-1.計數(shù)器為0表示該對象已死，可回收。但是這個方法很難解決兩個對象循環(huán)相互引用的情況分尸。

2）可大型分析算法：通過一系列稱為“GC Roots”的對象作為起點锦聊，從這些節(jié)點開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱為引用鏈箩绍，當(dāng)一個對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連（即對象到GC Roots不可達）孔庭，則證明對象已死，可回收材蛛。Java中可以作為GC Roots的對象包括：Jvm棧中引用的對象史飞，本地方法棧中Native方法引用的對象，方法區(qū)靜態(tài)屬性引用的對象仰税，方法區(qū)常量引用的對象构资。主流實現(xiàn)中，都是通過可達性分析算法來判定對象是否存活陨簇。