JVM内存管理
本文是阅读《深入理解java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践》的读书笔记，在此对作者标识感谢。
1、内存区域
根据《java虚拟机规范（第2版）》的规定，虚拟机管理的内存包括以下几个运行时数据区域：
- 程序计数器
- 虚拟机栈
- 本地方法栈
- 方法区
- 堆
1.1程序计数器
Program Counter Register是一块比较小的空间，作用可以看做当前线程所执行的字节码的行号指示器。属于各线程私有的指示器，在线程切换后找到之前运行的虚拟机字节码位置。如果是Native方法则计数器值为空。此区域没有OutOfMemoryError异常
1.2java虚拟机栈
java Virtual Machine Stacks也是线程私有的。调用方法时创建栈帧，用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。调用方法的过程伴随着栈帧的入栈和出栈。
这里要注意局部变量表在编译期间完成分配。通常存储编译期间可知的基本数据类型、引用类型和retrunAddress类型（指向一条字节码指令的地址）
这里可能触发：1、请求栈深度大于虚拟机允许的深度，抛出StackOverflowError；2、虚拟机栈可动态拓展时，动态拓展请求无法满足是抛出OutOfMemoryError异常。
1.3本地方法栈
基本与虚拟机栈相似，只不过是Native方法使用的，部分虚拟机将其与java虚拟机栈合并
1.4方法区
Method Area 线程共享内存，主要存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、及时编译器编译后的代码等数据。
- 运行时常量池（Runtime Constant Pool）
用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用
1.5直接内存
Direct Memory并不是虚拟机运行时数据区
在JDK1.4中加入了NIO类，引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式，可以使用native方法直接分配堆外内存，然后通过存储在java堆里面的directByteBuffer对象来引用。在一些场景会显著提高性能。直接内存不受java堆大小限制，但是受本机内存限制，因此虚拟机参数可能忽略这部分导致OutOfMemoryError。
2、内存回收
垃圾回收（Garbage Collection，GC）。有三个问题：
- 哪些内存需要回收？
- 什么时候回收
- 如何回收
2.1哪些内存需要回收？
即如何判断对象已不再使用，常用有两种算法：
引用计数法
即给对象添加一个引用计数器，当一个地方引用时，计数器加1；当引用失效时，计数器减一；当计数器为0时，对象就不再使用。引用计数算法实现简单，效率高，但是无法解决循环引用的问题
根搜索算法
即通过可作为GC Roots的对象作为起始点，从这些节点向下搜索，搜索走过的路径称为引用链，当一个对象从GC Roots搜索不到，即不可达时证明该对象无引用。
java语言中可作为GC Roots的对象包括：
- 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中的引用的对象
- 方法区的类静态属性引用的对象
- 方法区的常量引用的对象
- 本地方法栈中JNI的引用对象
java对于引用概念的扩展：强引用、软引用、弱引用、虚引用。（这里不是很理解）
2.2什么时候回收？
这个问题书中没有明确的说法，对于几个不同地方的阅读和理解，大致简单的可以理解为：分配内存时不够了即调用GC。具体的呢，首先由年轻代区域不够是触发Minor GC（即新生代垃圾回收算法），当触发Minor GC时同时伴随着一部分数据从新生代向老年代的移动，这个移动的过程中，老年代又不够用了，那么就会触发Major GC/Full GC。一般情况下后者比前者慢10倍以上
2.3如何回收
- 标记-清除算法
如名字一样算法分为两个阶段，先标记需要回收的对象，标记完成后清除这些标记的对象。最基础的收集算法，但存在两个问题：1、标记和清除过程都很耗时，所以效率不高；2、清除后易导致内存碎片化，碎片过多会导致分配大对象时找不到合适位置而提前进行GC - 复制算法
将内存分为大小相等的两块，每次只用1块，当一块用完了，把存活的搬到另一块，然后把这一块全部清除。
这个算法实现简单，但是内存浪费过大。而这个算法的改进版是不需要1:1划分区域，因为大量的对象朝生夕死，所以真正移动的对象并不多，所以划分一般（8+1）：1来划分，这样就只浪费10%的内存。 - 标记整理算法
先标记，然后往一端移动，清除另一端 - 分代回收
根据不同代的特性，选择不同的算法
2.4分配与回收
1、 对象优先在新生代Eden分配，当Eden空间不足时触发Minor GC。存活对象移动到Survivor去，若放不下，则对象移动到老年代，此时老年代内存不足时触发Major GC
2、 大对象（长字符串和数组）直接进入老年代
3、 长期存活对象移动到老年代，在servivor中对象每次GC之后年龄+1，达到一定阈值后移动到老年代
4.、动态年龄判断，相同年龄的总和大于servivor空间一半时，大于等于的对象直接进入老年区。
