此爲《分佈式Java應用》一書中有關JVM內存管理和垃圾回收的章節筆記。
瞭解JVM的內存分配和回收機制，可以更加準確地判斷程序的運行狀況及進行性能的調優。
JVM內存空間
JVM將內存空間分爲方法區、堆、本地方法棧、PC寄存器及JVM方法棧。
方法區
方法區存放了加載類的信息、類中的靜態變量、類中定義爲final類型的常量，通過Class對象的getName等方法來獲取信息時，這些數據都來源於方法區。JVM方法區在JDK中對應Permanet Generation（持久代）。
堆
堆中儲存的是對象實例和數組。開發人員可以設置堆的擴容策略。JDK1.2開始對堆採用分代管理的方式。堆內存是內存中最重要的一塊，也是最有必要進行深究的一部分。因爲Java性能的優化，主要就是針對這部分內存的。可通過-Xms和-Xmx控制JVM啓動時申請的最小和最大Heap內存。
新生代（堆）
多數情況下Java程序中新建的對象都從新生代分配內存。新生代有Eden Space和兩塊Survivor構成。不同的GC方式會以不同的方式來劃分Eden Space和Survivor Space。
舊生代（堆）
用於存放新生代中經過多次垃圾回收仍然存貨的對象。如果新建的對象時大對象或大數組對象，那也有可能在舊生代直接分配內存。
本地方法棧
用於存儲每個native方法的調用狀態，在JDK的實現中本地方法棧和JVM方法棧是同一個。
JVM方法棧
JVM虛擬機棧就是堆棧的棧，它的生命週期和線程一樣，每個方法被執行的時候會產生一個棧幀，用於存儲局部變量表、動態鏈接、操作數、方法出口等信息。方法的執行過程就是棧幀在JVM中出棧和入棧的過程。局部變量表中存放的是各種基本數據類型及引用類型（存放的是指向各個對象的內存地址），因此，它有一個特點：內存空間可以在編譯期間就確定，運行期不再改變。這個內存區域會有兩種可能的Java異常：StackOverFlowError和OutOfMemoryError。
Java垃圾回收機制
GC首先找到程序中不再被使用的對象，然後回收這些對象所佔用的內存。JDK採用根搜索算法找到這些對象。基本思想：從GC Roots的對象開始，向下搜索，如果一個對象不能到達GC Roots對象的時候，說明它已經不再被引用，即可被進行垃圾回收（事實，當一個對象不再被引用時，如果類重寫了finalize()方法，且沒有被系統調用過，那麼系統會調用一次finalize()方法，以完成最後的工作，在這期間，如果可以將對象重新與任何一個和GC Roots有引用的對象相關聯，則該對象可以“重生”，如果不可以，那麼就說明徹底可以被回收）。
通常採用收集器的方式實現GC。
跟蹤收集器
收集器採用的爲集中式的管理方式，全局記錄數據的引用狀態。基於一定條件的出發，執行時需要從根集合來掃描對象的引用關係，主要有賦值、標記-清除（Mark-Sweep）和標記-壓縮（Mark-Compact）三種實現算法。
標記-清除算法（Mark-Sweep）
最基礎的GC算法，將需要進行回收的對象做標記，之後掃描，有標記的進行回收，這樣就產生兩個步驟：標記和清除。這個算法效率不高，而且在清理完成後會產生內存碎片，這樣，如果有大對象需要連續的內存空間時，還需要進行碎片整理，所以，此算法需要改進。
複製算法（Copying）
新生代內存分爲三份，Eden區和2塊Survivor區，一般JVM會將Eden區和Survivor區的比例調爲8:1，保證有一塊Survivor區是空閒的，這樣，在垃圾回收的時候，將不需要進行回收的對象放在空閒的Survivor區，然後將Eden區和第一塊Survivor區進行完全清理。如果第二塊Survivor區的空間不足，就需要暫時借持久代的內存用。此算法適用於新生代。
標記-壓縮算法（Mark-Compact）
和標記-清除算法前半段一樣，只是在標記了不需要進行回收的對象後，將標記過的對象移動到一起，使得內存連續，這樣，只要將標記邊界以外的內存清理就行了。此算法適用於持久代。
Java垃圾回收相關方法
gc()
調用gc 方法提示JVM來回收未用對象，以便能夠快速地重用這些對象當前佔用的內存。當控制權從方法調用中返回時，虛擬機已經盡最大努力從所有丟棄的對象中回收了空間，調用System.gc() 等效於調用Runtime.getRuntime().gc()。
finalize()的調用及重寫
gc 只能清除在堆上分配的內存(純java語言的所有對象都在堆上使用new分配內存)，而不能清除棧上分配的內存（當使用JNI技術時,可能會在棧上分配內存，例如java調用c程序，而該c程序使用malloc分配內存時）。因此，如果某些對象被分配了棧上的內存區域，對棧上的對象進行內存回收就要靠finalize()。