JVM内存模型及内存分配
JVM内存模型
首先先让我们看看内存结构图
然后我们来具体介绍下每一部分的内容：
类加载器
之前有一篇文章讲解了有关类加载的机制，在这里就不再赘述了，有需要的朋友请移步查看
虚拟机栈
虚拟机栈描述的是Java方法执行的动态内存模型，虚拟机栈中最重要的就是栈帧的概念
栈帧
每个方法的执行，都会创建一个栈帧，伴随着方法从创建到执行完成，栈帧中有局部变量表、操作数栈、动态链接，方法出口等
局部变量表
存放编译期可知的各种基本数据类型，引用类型，returnAddress类型(仅存在于字节码层面，returnAddress类型的值就是指向特定指令内存地址的指针)
局部变量表的内存空间在编译期分配完成，在进入一个方法时，这个方法需要在栈帧中分配的内存大小是固定的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小，任何会改变大小的对象都会使用引用类型来指定
操作数栈
Java虚拟机的解释执行引擎被称为"基于栈的执行引擎"，其中的栈就是操作数栈，虚拟机把操作数栈作为他的工作区，大多数指令都要从这里弹出数据，执行运算，然后把结果压回操作数栈
动态链接
每一次运行期间，都会转化为字节引用，指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用
方法返回地址
方法执行结束后应该回到哪一行字节码继续执行，该地址的获取有两种方式，一是方法正常退出通过PC计数器获取，另一个则是方法执行发生异常后通过异常处理表获取
本地方法栈
和虚拟机栈类似，最大的不同就是本地方法用于本地方法的调用，即native修饰的方法，JVM允许Java直接调用本地方法(由C语言编写)
程序计数器
程序计数器是一块比较小的内存空间，他可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器
在任意时刻，一个线程总是在执行一个方法，这个方法称为当前方法，如果线程执行的是Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址，如果正在执行的是native方法，则程序计数器的值为undefined
Java堆
Java堆解决的是数据存储的问题，几乎所有的对象实例都存放在Java堆中
堆内存分为新生代和老年代(Tenured Gen)，分配比例默认为1:2
其中新生代又分为Eden和两个Survivor区(From和To)，分配的默认比例为8:1:1
方法区
方法区是辅助Java堆的一块内存区域，用于存储虚拟机加载的类信息、常量、运行时常量池、即时编译器(JIT)编译后的代码等数据
JVM中特殊的内存区域
运行时常量池(隶属于方法区)
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(共享内存区)的运行时常量池存放，其中的字面量(字符串常量)会被存放到一个字符串表中，该表为HashSet类型，具有无序不可重复的特点，所以相同的字面常量自然就是同一块内存地址，通过new的方式创建的同字面量字符串不会考虑常量池的对象，而是直接在堆中重新开辟一块内存空间，所以必然和常量池对象地址不同
直接内存
在NIO中会使用到直接内存用于提高IO性能，其他地方几乎是不用的，通常直接内存速度会优于java堆，读写频繁的场合可能会考虑使用
直接内存不受制JVM堆内存的制约，但是依旧受限于物理内存的制约，如果内存满了也会抛出OutOfMemoryError异常
不过可以调用String对象的intern()方法实现运行时加入常量池，从而实现System.out.println("str"==new String("str").intern())的输出为true
JVM内存分配
内存分配策略
优先分配到Eden
测试方法：在方法中直接分配一个不超过Eden总内存的大对象，通过打印GC信息来查看是否是在Eden区分配的内存
大对象直接分配到老年代
当新对象的大小超出了Eden的内存上限，将直接在老年代中给该对象分配内存
空间分配担保，默认是开启的，可以通过-XX:-HandlePromotionFailure来关闭
当Eden区的空间已不足以存放新建对象，而且Survivor中空间也不够时(必然不够)，只能将原有新生代的内容直接存放到老年代中，从而给新对象腾出足够的空间
动态对象年龄判断
对于在From和To两个Survivor区流转的对象，当流转次数达到某个值时(默认为15)，会被存入到老年代中
逃逸分析和栈上分配
栈上分配
Java栈的方法执行完成后会自动释放空间，所以如果将方法中的局部变量直接在栈中进行分配，在方法执行完毕时，对象会跟随方法释放掉，不需要垃圾收集器的介入，可以提高程序效率
逃逸分析
对于一个方法中的变量，分析其作用域，只要能够确定该变量没有方法外的引用，那就说明该变量没有发生逃逸，也就可以使用栈上分配
对象的创建流程
先尝试栈上分配，满足则分配，不满足尝试TLAB(Thread Local Allocation Buffer)分配，满足则分配，不满足查看是否满足进入老年代，满足则在老年区进行分配，不满足则在Eden区进行分配
TLAB，称为本地线程分配缓冲，位于Eden区域中，每个线程都会有的一个独占区域，目的是为了在多线程情况下，避免发生线程安全的问题，当该空间满了之后通过同步的方式增加缓冲区大小
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