方法區(qū)（Method Area）與Java堆一樣，是各個(gè)線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息促煮、常量、靜態(tài)變量供置、即時(shí)編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)韩玩。雖然Java虛擬機(jī)規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個(gè)邏輯部分人灼，但是它卻有一個(gè)別名叫做Non-Heap（非堆），目的應(yīng)該是與Java堆區(qū)分開來绳匀。
程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）是一塊較小的內(nèi)存空間，它可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里（僅是概念模型疾棵，各種虛擬機(jī)可能會(huì)通過一些更高效的方式去實(shí)現(xiàn)）盗飒，字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支陋桂、循環(huán)逆趣、跳轉(zhuǎn)、異常處理嗜历、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個(gè)計(jì)數(shù)器來完成宣渗。
Java虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stacks）也是線程私有的，它的生命周期與線程相同梨州。虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀（Stack Frame ）用于存儲(chǔ)局部變量表痕囱、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接暴匠、方法出口等信息鞍恢。每一個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過程每窖。(局部變量表：局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型（boolean帮掉、byte、char窒典、short蟆炊、int、float瀑志、long涩搓、double）、對(duì)象引用（reference類型劈猪，它不等同于對(duì)象本身昧甘，可能是一個(gè)指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔槪部赡苁侵赶蛞粋€(gè)代表對(duì)象的句柄或其他與此對(duì)象相關(guān)的位置）和returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址）战得。)
本地方法棧（Native Method Stack）與虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用是非常相似的充边，它們之間的區(qū)別不過是虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)贡避。在虛擬機(jī)規(guī)范中對(duì)本地方法棧中方法使用的語言痛黎、使用方式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并沒有強(qiáng)制規(guī)定，因此具體的虛擬機(jī)可以自由實(shí)現(xiàn)它刮吧。甚至有的虛擬機(jī)（譬如Sun HotSpot虛擬機(jī)）直接就把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一湖饱。與虛擬機(jī)棧一樣，本地方法棧區(qū)域也會(huì)拋出StackOverflowError和OutOfMemoryError異常杀捻。（native method含義： 一個(gè)Native Method就是一個(gè)java調(diào)用非java代碼的接口井厌。一個(gè)Native Method是這樣一個(gè)java的方法：該方法的實(shí)現(xiàn)由非java語言實(shí)現(xiàn)，比如C。這個(gè)特征并非java所特有仅仆，很多其它的編程語言都有這一機(jī)制器赞，比如在C＋＋中，你可以用extern "C"告知C＋＋編譯器去調(diào)用一個(gè)C的函數(shù)墓拜。）
Java堆（Java Heap）是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊港柜。Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建咳榜。此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例夏醉，幾乎所有的對(duì)象實(shí)例都在
這里分配內(nèi)存。
2.垃圾收集算法
1.標(biāo)記-清除算法
最基礎(chǔ)的收集算法是“標(biāo)記-清除”（Mark-Sweep）算法涌韩，如同它的名字一樣畔柔，算法分為“標(biāo)記”和“清
除”兩個(gè)階段：首先標(biāo)記出所有需要回收的對(duì)象臣樱，在標(biāo)記完成后統(tǒng)一回收所有被標(biāo)記的對(duì)象靶擦，它的標(biāo)記過程其實(shí)在前一節(jié)講述對(duì)象標(biāo)記判定時(shí)已經(jīng)介紹過了雇毫。之所以說它是最基礎(chǔ)的收集算法，是因?yàn)楹罄m(xù)的收集算法都是基于這種思路并對(duì)其不足進(jìn)行改進(jìn)而得到的嘴拢。它的主要不足有兩個(gè)：一個(gè)是效率問題桩盲，標(biāo)記和清除兩個(gè)過程的效率都不高；另一個(gè)是空間問題，標(biāo)記清除之后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片捞蛋，空間碎片太多可能會(huì)導(dǎo)致以后在程序運(yùn)行過程中需要分配較大對(duì)象時(shí)，無法找到足夠的連續(xù)內(nèi)存而不得不提前觸發(fā)另一次垃圾收集動(dòng)作拟杉。標(biāo)記—清除算法的執(zhí)行過程如圖
2.復(fù)制算法
為了解決效率問題庄涡，一種稱為“復(fù)制”（Copying）的收集算法出現(xiàn)了，它將可用內(nèi)存按容量劃分為大小相等的兩塊搬设，每次只使用其中的一塊。當(dāng)這一塊的內(nèi)存用完了拿穴，就將還存活著的對(duì)象復(fù)制到另外一塊上面，然后再把已使用過的內(nèi)存空間一次清理掉默色。這樣使得每次都是對(duì)整個(gè)半?yún)^(qū)進(jìn)行內(nèi)存回收，內(nèi)存分配時(shí)也就不用考慮內(nèi)存碎片等復(fù)雜情況呕诉，只要移動(dòng)堆頂指針，按順序分配內(nèi)存即可甩挫，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)行高效伊者。只是這種算法的代價(jià)是將內(nèi)存縮小為了原來的一半，未免太高了一點(diǎn)删壮。復(fù)制算法的執(zhí)行過程如圖
3.標(biāo)記-整理算法
復(fù)制收集算法在對(duì)象存活率較高時(shí)就要進(jìn)行較多的復(fù)制操作，效率將會(huì)變低税灌。更關(guān)鍵的是亿虽，如果不想浪費(fèi)50%的空間，就需要有額外的空間進(jìn)行分配擔(dān)保洛勉，以應(yīng)對(duì)被使用的內(nèi)存中所有對(duì)象都100%存活的極端情況，所以在老年代一般不能直接選用這種算法攻走。根據(jù)老年代的特點(diǎn)此再，有人提出了另外一種“標(biāo)記-整理”（Mark-Compact）算法，標(biāo)記過程仍然與“標(biāo)記-清除”算法一樣输拇，但后續(xù)步驟不是直接對(duì)可回收對(duì)象進(jìn)行清理，而是讓所有存活的對(duì)象都向一端移動(dòng)逛裤，然后直接清理掉端邊界以外的內(nèi)存猴抹，“標(biāo)記-整理”算法的示意圖如圖
4.分代收集算法
當(dāng)前商業(yè)虛擬機(jī)的垃圾收集都采用“分代收集”（Generational Collection）算法，這種算法并沒有什么新
的思想洽糟，只是根據(jù)對(duì)象存活周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊炉菲。一般是把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據(jù)各個(gè)年代的特點(diǎn)采用最適當(dāng)?shù)氖占惴ㄖ龆Ｔ谛律徐艚龋看卫占瘯r(shí)都發(fā)現(xiàn)有大批對(duì)象死去，只有少量存活道偷，那就選用復(fù)制算法，只需要付出少量存活對(duì)象的復(fù)制成本就可以完成收集并巍。而老年代中因?yàn)閷?duì)象存活率高换途、沒有額外空間對(duì)它進(jìn)行分配擔(dān)保，就必須使用“標(biāo)記—清理”或者“標(biāo)記—整理”算法來進(jìn)行回收军拟。
Java堆用于存儲(chǔ)對(duì)象實(shí)例，只要不斷地創(chuàng)建對(duì)象肾档，并且保證GC Roots到對(duì)象之間有可達(dá)路徑來避免垃圾回收機(jī)制清除這些對(duì)象辫继，那么在對(duì)象數(shù)量到達(dá)最大堆的容量限制后就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存溢出異常。
public class HeapTest {
static class OOMObject {
}
public static void main(String[] args) {
List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
while (true) {
list.add( new OOMObject());
}
}
}
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source)
at java.util.Arrays.copyOf(Unknown Source)
at java.util.ArrayList.ensureCapacity(Unknown Source)
at java.util.ArrayList.add(Unknown Source)
at org.myorg.algorithm.HeapTest.main( HeapTest.java:13)
Permgen Space:permenant genaration space 永久代區(qū)域
判斷對(duì)象是否存活的算法是這樣的：給對(duì)象中添加一個(gè)引用計(jì)數(shù)器速种，每當(dāng)有一個(gè)地方引用它時(shí)低千，計(jì)數(shù)器值就加1馏颂；當(dāng)引用失效時(shí)，計(jì)數(shù)器值就減1救拉；任何時(shí)刻計(jì)數(shù)器為0的對(duì)象就是不可能再被使用的。
