JVM内存结构

JVM包含两个子系统和两个组件。
子系统分别是ClassLoader和ExecutionEngine，两个组件是Runtime Data Area和Native Interface，其中，Runtime Data Area中就包含了我们常说的JVM内存。

Runtime Data Area又将内存分为不同的区域，用户存储不同的数据：

Method Area —— 方法区，被ClassLoader所装载的class文件以及相关的方法信息、域信息、静态变量等都存放在这个区域内。该区域是所有java线程共享。

当虚拟机装载某个类型时，它使用类装载器，定位对应的class文件，然后读入这个class文件内容并传输到虚拟机中，虚拟机会提取其中的类型信息，并将这些信息存储到方法区。该类型中的类（静态）变量同样也存储到方法区中。因为被所有线程共享，要考虑多线程访问的同步问题。

Heap —— 堆区，用来存放java对象和数组，通常所说的GC（垃圾回收器）就是针对该区域，一个java虚拟机实例只有一个堆，直接由java虚拟机进行管理，在虚拟机启动的时候创建，该区域被所有线程共享。堆可以动态的分配内存大小，存取速度比较慢。

每一个java程序独占一个jvm实例，每一个jvm实例只有一个堆空间，因此此java程序的所有线程共享这个堆。因此每个java程序都有自己独立的堆空间，不会彼此干扰。但是同一java程序的多个线程都共享着一个堆空间，就得考虑多线程访问对象（堆数据）的问题（还有，并发访问静态属性、单例等等，具体情况具体分析）。

Stack —— 栈区，用来存放JVM内存指令，每个线程都有自己的栈。优势是，存取速度比较快，栈里面的数据可以共享，但是内存中的数据大小和生存期必须是确定的，缺乏灵活性。

java程序以帧为单位保存线程的运行状态。虚拟机只会对java stack执行两种操作：以帧为单位的压栈或出栈。每当线程调用一个方法的时候，就对当前状态作为一个帧保存到java stack中（压栈），当调用一个方法返回时，从java stack中弹出一个栈（出栈）。栈的大小有一定的限制，可能会出现StackOverFlow的问题。

Program Counter Register ——程序计数器， 每一个线程都有自己的PC寄存器，是该线程启动时创建的。PC寄存器的内容总是指向下一条被执行的指令的地址。

Native Method Stack ——本地方法栈， 保存本地方法进入区域的地址。对于一个运行中的java程序而言，它还可能用到一些跟本地方法相关的数据区。当某个线程调用一个本地方法时，它就进入了一个全新的并且不受虚拟机控制的世界。本地方法可能通过本地方法接口来访问虚拟机的运行时数据区，还可以做任何它想做的事情。比如调用寄存器、在操作系统中分配内存等等。总之，本地方法具有和JVM相同的能力和权限。

通常，可以将JVM分为堆区和非堆区，堆为上面的Heap区域，剩下的都是非堆区域。GC主要针对的是堆区域。



垃圾分代回收算法

基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年轻代、年老代、持久代，对不同生命周期的对象使用不同的算法进行回收。

java的内存模型分为：

Young（年轻代）

Tenured（年老代）

Perm（永久代）

1、年轻代（JVM中heap的一部分）

年轻代分为三个区，一个Eden区，两个Survivor区。大部分对象在Eden区中生成，当Eden满了的时候，程序又需要创建新的对象，此时JVM的垃圾回收器将对Eden区域进行垃圾回收，将Eden区中不再被其它对象所引用的对象进行销毁工作。将还有其它对象引用的对象将被移动Survivor-0区（两个中的一个，Survivor区用于存放垃圾回收器回收时幸存下来的对象），当这个Survivor-0区满了的时候，进行垃圾回收销毁没有被其它引用对象引用的java对象，此区的存活的对象将被移动到另一个Survivor-1区，如果Survivor-1区有足够空间就放到Survivor-1区，如果Survivor-1也满了，JVM会对Survivor-1进行垃圾回收，销毁没有被其它引用对象引用的java对象，将幸存的java对象移动到养老区。

2、年老代（JVM中heap的一部分）

年老代存放的是从年轻代存活的对象。一般来说年老代存放的都是生命周期比较长的对象。

如果从Survivor-1移动到年老代的时候，年老代有足够空间则放到年老区，如果年老区没有足够空间，则JVM的垃圾回收期会对年老区进行垃圾回收，销毁没有被其它引用对象引用的java对象，并保留那些被其它引用对象引用的java对象。如果最后，年老区、Survivor-0、Survivor-1、Eden都满了（空间不够），则JVM会抛出“JVM堆空间溢出”（java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space“，即堆空间满了，没有足够空间来存放创建的对象。

3、持久代（JVM中method area）

用于存放静态文件，如java类、方法、（静态）属性等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成和调用一些class，如hibernate，这时，需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新增的类。持久代大小通过-XX:MaxPerSize=进行设置

年轻代和年老代组成了堆内存。

永久代则是非堆内存的组成部分。主要存放加载Class类及对象如class本身，method，field等等。