JRE 和 JDK
- JDK 是 Java Development Kit 缩写，它是功能齐全的 Java SDK。它拥有 JRE 所拥有的一切（包含了 JRE），还有编译器（javac）和工具（如 javadoc 和 jdb）。它能够创建和编译 Java 程序。
- JRE 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合，包括 Java 虚拟机（JVM），Java 类库，java 命令和其他的一些基础构件。但是，它不能用于创建新程序。
JRE
有些人认为如果是运行，那JVM不就够了吗，其实还不够，因为在解释class文件时，JVM需要调用解释所需要的类库 lib。jre的安装目录下，里面有两个文件夹bin和lib，笼统的分析下，这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib合起来就称为jre。
JDK
JDK（Java Development Kit）是Java的开发工具包，它不仅提供了Java程序运行所需的JRE，还提供了一系列的编译，运行等工具，如javac，java，javaw等。
简单列举一下JDK包括的一些开发工具：
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javac – 编译器，将源程序转成字节码。
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jar – 打包工具，将相关的类文件打包成一个文件。
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javadoc – 文档生成器，从源码注释中提取文档。
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jdb – debugger，查错工具。
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java – 运行编译后的java程序（.class后缀的）。
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appletviewer：小程序浏览器，一种执行HTML文件上的Java小程序的Java浏览器。
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Javah：产生可以调用Java过程的C过程，或建立能被Java程序调用的C过程的头文件。
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Javap：Java反汇编器，显示编译类文件中的可访问功能和数据，同时显示字节代码含义。
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Jconsole: Java进行系统调试和监控的工具。
JAVA 内存区域
程序计数器（Program Counter Register）
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）
本地方法栈（Native Method Stacks）
Java堆（Java Heap）
方法区（Method Area）
运行时常量池（Runtime Constant Pool）
细节深化
名称及位置变更
基本数据类型
在线程私有的栈内存，也就是对于那些 局部变量，基本数据类型 可以直接在栈上分配内存，但是如下这些，不直接在栈上分配内存而只存储其引用：
- 包装类型如 Integer Boolean 在堆上存储
- 基本数据类型的数组如 in[] 也是在堆内存存储的
- 字符串在字符串常量池存储
- 普通类在堆上存储
另外如果是 static 或 final 的类属性即全局变量，基本数据类型 也不是分配在栈中的，而是 1.8 之前在方法区（永久代），1.8之后在堆中
字符串
字符串的创建分为以下三种：
- 直接赋值：= "aaa" 这种方式创建的字符串对象，只会在常量池中。返回的也只是字符串常量池中的对象引用！
- new String()：这种方式会保证字符串常量池和堆中都有这个对象，最后返回堆内存中的对象引用！
- intern方法
String s1 = new String("aaa"); String s2 = s1.intern();
JDK 1.6
- 首先会在字符串常量池中寻找与
hello(s1的值)的equal()方法相等的字符串 - 假如字符串存在，就返回该字符串在字符串常量池中的引用
- 假如字符串不存在，
jvm会重新在永久代上创建一个实例，并返回这个字符串常量池中新建的实例hello。
JDK 1.8
由于字符串常量池不在永久代了，放在了堆中，刚好字符串对象s1也是存在于堆中的，所以intern() 做了一些修改，
为了更方便地利用堆中的对象，省去了字符串常量池的复制操作！可以直接指向堆上的实例hello。
对象的创建
1、类加载检查
虚拟机遇到一条new指令时，首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用；并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程。
2、为新生对象分配内存
垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定堆是否规整（所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边）
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- 规整——指针碰撞（Bump the Pointer）：已用和空闲中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲空间那边挪动一段与对象大小相等的距离
- 不规整——空闲列表（Free List）：虚拟机维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表上的记录
线程安全：即使是仅仅修改一个指针所指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给对象A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。解决方案：
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- 对分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机采用CAS（乐观锁，compare and swap，JVM中CAS是通过UnSafe类来调用操作系统底层的CAS指令实现）配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；
- 把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer,TLAB）。哪个线程要分配内存，就在哪个线程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB时，才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX：+/-UseTLAB参数来设定。
3、内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头）
如果使用TLAB，这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
4、对象进行必要的设置放在对象头 Object Header
例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分代年龄等信息。根据虚拟机当前的运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。
5、从虚拟机的视角来看，一个新的对象已经产生了。但从Java程序的视角来看，对象创建才刚刚开始——要执行＜init＞方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化。
对象的内存布局
对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
1、对象头包括：
- 存储对象自身的运行时数据，官方称它为“Mark Word”
- 类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。并不是所有的虚拟机实现都必须在对象数据上保留类型指针，换句话说，查找对象的元数据信息并不一定要经过对象本身
- 如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。
2、实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。包括从父类继承下来的。
3、第三部分对齐填充并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用。由于HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍。因此，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。
对象的访问定位
我们的Java程序需要通过栈（方法执行时的虚拟机栈）上的reference数据来操作（堆上的具体对象）。
目前主流的访问方式有使用句柄和直接指针两种。
1、如果使用句柄访问的话，那么Java堆中将会划分出一块内存来作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址。
使用句柄来访问的最大好处就是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为）时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要修改。
2、如果使用直接指针访问，reference中存储的直接就是对象地址。
最大好处就是速度更快，它节省了一次指针定位的时间开销，由于对象的访问在Java中非常频繁，因此这类开销积少成多后也是一项非常可观的执行成本。
Java 堆溢出
Java堆用于存储对象实例，只要不断地创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，那么在对象数量到达最大堆的容量限制后就会产生内存溢出异常。
要解决这个区域的异常，一般的手段是先通过内存映像分析工具（如Eclipse Memory Analyzer）对Dump出来的堆转储快照进行分析，重点是确认内存中的对象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏（Memory Leak）还是内存溢出（Memory Overflow）。
内存中的数据是没有必要的：内存泄漏；内存中的数据是有必要的：就是单纯的内存溢出。
内存泄漏定义：对象已经没有被应用程序使用，但是垃圾回收器没办法移除它们，因为还在被引用着。
下面给出一个 Java 内存泄漏的典型例子
Vector v = new Vector(10); for (int i = 0; i < 100; i++) { Object o = new Object(); v.add(o); o = null; }
Java内存泄漏的根本原因是什么呢？长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用就很可能发生内存泄漏，尽管短生命周期对象已经不再需要，但是因为长生命周期持有它的引用而导致不能被回收，这就是Java中内存泄漏的发生场景。
具体场景见 https://blog.csdn.net/weixin_44388689/article/details/124615496
如果是内存泄露，可进一步通过工具查看泄露对象到GC Roots的引用链。于是就能找到泄露对象是通过怎样的路径与GC Roots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄露对象的类型信息及GC Roots引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄露代码的位置。
如果不存在泄露，换句话说，就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（-Xmx与-Xms），与机器物理内存对比看是否还可以调大，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。
虚拟机栈和本地方法栈溢出
在Java虚拟机规范中描述了两种异常：
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。
如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常。
实验结果表明：在单个线程下，无论是由于栈帧太大还是虚拟机栈容量太小，当内存无法分配的时候，虚拟机抛出的都是StackOverflowError异常。
其实原因不难理解，操作系统分配给每个进程的内存是有限制的，譬如32位的Windows限制为2GB。虚拟机提供了参数来控制Java堆和方法区的这两部分内存的最大值。剩余的内存为2GB（操作系统限制）减去Xmx（最大堆容量），再减去MaxPermSize（最大方法区容量），程序计数器消耗内存很小，可以忽略掉。如果虚拟机进程本身耗费的内存不计算在内，剩下的内存就由虚拟机栈和本地方法栈“瓜分”了。每个线程分配到的栈容量越大，可以建立的线程数量自然就越少，建立线程时就越容易把剩下的内存耗尽。
如果使用虚拟机默认参数，栈深度在大多数情况下（因为每个方法压入栈的帧大小并不是一样的，所以只能说在大多数情况下）达到1000～2000完全没有问题，对于正常的方法调用（包括递归），这个深度应该完全够用了。但是，如果是建立过多线程导致的内存溢出，在不能减少线程数或者更换64位虚拟机的情况下，就只能通过减少最大堆和减少栈容量来换取更多的线程（因为操作系统分配给每个进程的内存是有限制的？）。如果没有这方面的处理经验，这种通过“减少内存”的手段来解决内存溢出的方式会比较难以想到。
方法区和运行时常量池溢出
String.intern（）是一个Native方法，它的作用是：如果字符串常量池中已经包含一个等于此String对象的字符串，则返回代表池中这个字符串的String对象；否则，将此String对象包含的字符串添加到常量池中，并且返回此String对象的引用。
在JDK 1.6及之前的版本中，由于常量池分配在永久代内，我们可以通过-XX：PermSize和-XX：MaxPermSize限制方法区大小，从而间接限制其中常量池的容量
