第二章 Java内存区域与内存异常

1. 运行时数据区

1.1 程序计数器（Program Counter Register）:

线程私有，当前线程所执行的字节码行号的指示器，唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError的区域。
如果正在执行一个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地址，如果是Native 方法，这个计数器值则为空（Undefined）。

1.2 Java虚拟机栈（VM Stack）：

线程私有，生命周期与线程相同；服务于字节码，虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接，方法出口等信息。
64位长度long和double 类型占用2个局部变量表，其余数据类型只占一个。
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError; 如果虚拟可以动态扩展，扩展申请不到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError.

1.3 本地方法栈（Native Method Stack)：

线程私有，与虚拟机栈作用类似，服务于Native 方法。
同样会有OutOfMemoryError和StackOverflowError。

1.4 Java 堆（Head）：

GC堆，分为新生代和老年代，新生代又分为Eden、Survivor From 、Survivor To，Head 物理上可以是不连续的内存空间，只要逻辑上连续即可。
-Xmx 最大堆大小 -Xms 最小堆内存大小
一般情况设置一样，避免频繁扩容和GC释放堆内存造成的系统开销/压力。

1.5 方法区（Method Area）：

线程共享，用于存储被虚拟加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等。运行时常量池是方法区的一部分，用于存放类的版本、字段、方法、接口，等描述信息，以及常量池。JDK 1.8后方法区被元空间（MetaSpace）替代, 常量池从方法区移到了堆区。
无法分配内存时会抛出OutofMemoryError。

1.6 直接内存：Unsafe 、NIO

1.7 对象内存布局：

Hotspot 对象存储的布局分为：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）、对齐填充（Padding）。对象头包含两部分信息，运行时数据，如Hashcode、GCf分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，统称Mark Word ；另一部分则是对象指针，即对象指向它的类元数据的指针。虚拟机通过这个指针确定这个对象是那个类的实例。

1.8 4种类型引用：

强引用：Object obj = new Object()强引用存在，垃圾收集器就不会回收被引用的对象。
软引用：用来描述一些还有用但非必需的对象。内存不够用了，那么软引用对象就会被回收。
弱引用：也是用来描述一些非必需的对象，只要遭遇gc就被回收。
虚引用：就干一件事，管理堆外内存用的。

第三章 垃圾收集器和内存分配策略

3.1 如何判断对象可回收

3.1.1 引用计数法：

给对象中添加一个计数器，每当引用的地方就加1，引用失效时就减1，计数器的值为0就可以被回收。
缺陷：难以解决对象间相互循环引用问题
ObjectA a = new ObjectA();
ObjectB b = new ObejctB();
a.instance = b;
b.instance = a;

3.1.2 可达性分析算法：

通过一系列GC Roots的对象作为起始点，向下搜索，所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots 没有任何引用链时，则该对象不可用，判定为可回收对象。
GC Roots 规定如下：
虚拟机栈（栈帧中本地变量表）中引用的对象
方法区中静态属性引用的对象
方法区常量引用的对象
本地方法栈中引用的对象

3.1.3 方法区回收

永久代（元空间）垃圾回收主要包含两部分 废弃常量和无用的类
废弃常量 于对象判断类似
判断类是否是无用的类
该类所有的实例都被回收
加载该类的ClassLoader 已经被回收
该类的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。

3.2垃圾回收算法

3.2.1 标记-清除算法：

算法分为标记和清除两个阶段，先标记出所有需要回收的对象，标记完成后进行统一回收。
缺陷：标记和清除效率都不高；标记清除后会存在大量不连续的内存碎片，无法分配大对象就会再次触发垃圾回收。

3.2.2 复制算法：

内存分为大小相等的2块，每次只使用其中一块，这块用完了，就将把存活的对象复制到另一块内存上，使用过的内存一次清理掉。

3.2.3 标记-整理算法：