JVM内存结构

1栈帧(stack)
2堆(heap)
3方法区(Method area)
4本地方法栈(Native method stack)
5寄存器(ProgramCounter register)

1栈帧(stack)
每个线程包含一个栈区，栈中只保存基础数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象)，对象都存放在堆区中
每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问。
栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。
区域小,只有1M,存取速度快,速度仅次于寄存器
stack（栈）会创建类对象的引用（内存地址）。

FILO先进后出，暂存数据的地方。每个线程都包含一个栈区！栈存放在一级缓存中，存取速度较快，“栈是限定仅在表头进行插入和删除操作的线性表”。

2堆(heap)
存放对象或数组
线程共享
GC主要管理

FIFO队列优先，先进先出。jvm只有一个堆区被所有线程所共享！堆存放在二级缓存中，调用对象的速度相对慢一些，生命周期由虚拟机的垃圾回收机制定

3方法区(Method area)

类的方法代码，常量，静态变量，方法名，访问权限，返回值等等都类的方法代码,常量,静态变量,方法名,访问权限,返回值等都在方法区
保存装载的类信息
类型的常量池
字段，方法信息
方法字节码
通常和永久区(Perm)关联在一起

4本地方法栈(Native method stack)
线程私有,支撑本地方法,对外系统交互等
java调用非java代码的接口。一个Native Method是这样一个java的方法：该方法的实现由非java语言实现，

5寄存器(ProgramCounter register)
速度最快,个数有限
每个线程拥有一个PC寄存器
在线程创建时创建
指向下一条指令的地址
执行本地方法时，PC的值为undefined

 

栈和堆的区别

• 栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据
• 堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放，放在哪儿
• 永久代
• 永久代是Hotspot虚拟机特有的概念，是方法区的一种实现，别的JVM都没有这个东西。在Java 8中，永久代被彻底移除，取而代之的是另一块与堆不相连的本地内存——元空间。 
  永久代或者“Perm Gen”包含了JVM需要的应用元数据，这些元数据描述了在应用里使用的类和方法。注意，永久代不是Java堆内存的一部分。永久代存放JVM运行时使用的类。永久代同样包含了Java SE库的类和方法。永久代的对象在full GC时进行垃圾收集。

Java中的参数传递（ 传值呢？还是传引用？ ）：

• 程序运行永远都是在栈中进行的，因而参数传递时，只存在传递基本类型和对象引用的问题，不会直接传递对象本身

• 新生代分为三个区域，一个Eden区和两个Survivor区，它们之间的比例为（8：1：1），这个比例也是可以修改的。通常情况下，对象主要分配在新生代的Eden区上，少数情况下也可能会直接分配在老年代中。Java虚拟机每次使用新生代中的Eden和其中一块Survivor（From），在经过一次Minor GC后，将Eden和Survivor中还存活的对象一次性地复制到另一块Survivor空间上（这里使用的复制算法进行GC），最后清理掉Eden和刚才用过的Survivor（From）空间。将此时在Survivor空间存活下来的对象的年龄设置为1，以后这些对象每在Survivor区熬过一次GC，它们的年龄就加1，当对象年龄达到某个年龄（默认值为15）时，就会把它们移到老年代中。

  在新生代中进行GC时，有可能遇到另外一块Survivor空间没有足够空间存放上一次新生代收集下来的存活对象，这些对象将直接通过分配担保机制进入老年代；

  1.Eden区

      Eden区位于Java堆的年轻代，是新对象分配内存的地方，由于堆是所有线程共享的，因此在堆上分配内存需要加锁。而Sun JDK为提升效率，会为每个新建的线程在Eden上分配一块独立的空间由该线程独享，这块空间称为TLAB（Thread Local Allocation Buffer）。在TLAB上分配内存不需要加锁，因此JVM在给线程中的对象分配内存时会尽量在TLAB上分配。如果对象过大或TLAB用完，则仍然在堆上进行分配。如果Eden区内存也用完了，则会进行一次Minor GC（young GC）。

   

  2.Survival from to

      Survival区与Eden区相同都在Java堆的年轻代。Survival区有两块，一块称为from区，另一块为to区，这两个区是相对的，在发生一次Minor GC后，from区就会和to区互换。在发生Minor GC时，Eden区和Survivalfrom区会把一些仍然存活的对象复制进Survival to区，并清除内存。Survival to区会把一些存活得足够旧的对象移至年老代。

   

  3.年老代

      年老代里存放的都是存活时间较久的，大小较大的对象，因此年老代使用标记整理算法。当年老代容量满的时候，会触发一次Major GC（full GC），回收年老代和年轻代中不再被使用的对象资源。

   

  总结：

  1、Minor GC是发生在新生代中的垃圾收集，采用的复制算法；

  2、新生代中每次使用的空间不超过90%，主要用来存放新生的对象；

  3、Minor GC每次收集后Eden区和一块Survivor区都被清空；

  4、老年代中使用Full GC，采用的标记-清除算法

   

  注意：

  堆=新生代+老年代，不包括永久代（方法区）。

  很多人认为方法区（或者HotSpot虚拟机中的永久代）是没有垃圾收集的，Java虚拟机规范中确实说过可以不要求虚拟机在方法区实现垃圾收集，而且在方法区进行垃圾收集的“性价比”一般比较低：在堆中，尤其是在新生代中，常规应用进行一次垃圾收集一般可以回收70%~95%的空间，而永久代的垃圾收集效率远低于此。

  永久代的垃圾收集主要回收两部分内容：废弃常量和无用的类。回收废弃常量与回收Java堆中的对象非常类似。以常量池中字面量的回收为例，假如一个字符串“abc”已经进入了常量池中，但是当前系统没有任何一个String对象是叫做“abc”的，换句话说是没有任何String对象引用常量池中的“abc”常量，也没有其他地方引用了这个字面量，如果在这时候发生内存回收，而且必要的话，这个“abc”常量就会被系统“请”出常量池。常量池中的其他类（接口）、方法、字段的符号引用也与此类似。

  判定一个常量是否是“废弃常量”比较简单，而要判定一个类是否是“无用的类”的条件则相对苛刻许多。类需要同时满足下面3个条件才能算是“无用的类”：

  该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类的任何实例。

  加载该类的ClassLoader已经被回收。

  该类对应的java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

  虚拟机可以对满足上述3个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是“可以”，而不是和对象一样，不使用了就必然会回收。是否对类进行回收，HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc参数进行控制，还可以使用-verbose:class及-XX:+TraceClassLoading、 -XX:+TraceClassUnLoading查看类的加载和卸载信息。

  在大量使用反射、动态代理、CGLib等bytecode框架的场景，以及动态生成JSP和OSGi这类频繁自定义ClassLoader的场景都需要虚拟机具备类卸载的功能，以保证永久代不会溢出

  • 在Java中，堆被划分成两个不同的区域：年轻代、老年代。年轻代（Young）又被划分为三个区域：Eden、S0、S1。这样划分的目的是为了使JVM能够更好的管理堆内存中的对象，包括内存的分派以及回收。
    堆是GC收集垃圾的主要区域。GC分为两种：Minor GC、Full GC。

    1.年轻代
    年轻代用来存放新近创建的对象，尺寸随堆大小的增加和减少而相应的变化，默认值是保持为堆的1/15.可以通过-Xmn参数设置年轻代为固定大小，也可以通过 -XX:NewRatio 来设置年轻代与年老代的大小比例，年轻代的特点是对象更新速度快，在短时间内产生大量的“死亡对象”。

    年轻代的特点是产生大量的死亡对象,并且要是产生连续可用的空间, 所以使用复制清除算法和并行收集器进行垃圾回收.对年轻代的垃圾回收称作初级回收 (minor gc)。

    初级回收将年轻代分为三个区域，一个新生代，2个大小相同的复活代，应用程序只能使用一个新生代和复活代，当发生初级回收时，gc挂起程序，然后将新生代和复活代中的存货对象复制到另外一个复活代中，然后一次性消除新生代和复活代，将原来的非复活代标记成活动复活代。将在指定次数回收后仍然存在的对象移动到老年代中，初级回收后，得到一个空的可用的新生代。

    新生代几乎是所有Java对象出生的地方，即Java对象申请的内存以及存放都是在这个地方。Java中的大部分对象通常不需长久存货，具有朝生夕灭的性质。当一个对象呗判定为“死亡”的时候，GC就有责任来回收掉这部分对象的内存空间。新生代是GC收集的频繁区域。当对象在Eden出生后，在经过一次Minor GC后，如果对象还存活，并且能够被另外一块Survivor区域所容纳，则使用复制算法将这些仍然还活着的对象复制到另外一块Survivor区域中，然后清理所使用过的Eden和Survivor区，并且将这些对象的年龄设置为1，以后对象在Survivor区每经过一次Minor GC，就将对象的年龄加1，当对象的年龄达到某个值时（默认是15岁）这些对象就会成为老年代。

    2.老年代
    Full GC 是发生在老年代的垃圾收集动作，所采用的是标记-清除算法。

    现实的生活中，老年代的人通常会比新生代的人 “早死”。堆内存中的老年代(Old)不同于这个，老年代里面的对象几乎个个都是在 Survivor 区域中熬过来的，它们是不会那么容易就 “死掉” 了的。因此，Full GC 发生的次数不会有 Minor GC 那么频繁，并且做一次 Full GC 要比进行一次 Minor GC 的时间更长。 另外，标记-清除算法收集垃圾的时候会产生许多的内存碎片 ( 即不连续的内存空间 )，此后需要为较大的对象分配内存空间时，若无法找到足够的连续的内存空间，就会提前触发一次 GC 的收集动作。