问题：今天让我们一起进入JVM比价深层一点的领域——JVM内存模型(包括GC回收)
一、jvm基本介绍
1、JVM 是可运行 Java 代码的假想计算机 ，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、 一个垃圾回收，堆 和 一个存储方法域。JVM 是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接 的交互，下面是它的基本结构图
2、运行过程：
① Java 源文件—->编译器—->字节码文件
② 字节码文件—->JVM—->机器码
补：每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的，这也就是 Java 为什么能够 跨平台的原因了 ，当一个程序从开始运行，这时虚拟机就开始实例化了，多个程序启动就会 存在多个虚拟机实例。程序退出或者关闭，则虚拟机实例消亡，多个虚拟机实例之间数据不 能共享。
3、线程：
这里所说的线程指程序执行过程中的一个线程实体。JVM 允许一个应用并发执行多个线程。 Hotspot JVM 中的 Java 线程与原生操作系统线程有直接的映射关系。当线程本地存储、缓 冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备好以后，就会创建一个操作系统原生线程。 Java 线程结束，原生线程随之被回收。操作系统负责调度所有线程，并把它们分配到任何可 用的 CPU 上。当原生线程初始化完毕，就会调用 Java 线程的 run() 方法。当线程结束时，会释放原生线程和 Java 线程的所有资源。
补：Hotspot JVM 后台运行的系统线程主要有下面几个：
二、jvm内存模型
2.1、JVM 内存区域主要分：
- 线程私有区域【程序计数器、虚拟机栈、本地方法区】
- 线程共享区 域【JAVA 堆、方法区】、直接内存。
2.1.1、程序计数器(线程私有)
- 它是占用最小的一块内存，是当前线程执行的指令指示器，也是唯一的不会出现OOM的内存区域
- 正在执行 java 方法的话，计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址（当前指令的地址）。若是 Native 方法，则为空。
2.1.2、虚拟机栈(线程私有)
- 存放我们的局部变量、返回地址、动态链接之类等信息，还有一个方法的执行过程，每一个方法从调用直至执行完成 的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
- 栈帧是用来存放数据和部分过程结果的数据结构，还可以用作动态链接处理，以及异常报错处理，方法返回值处理
- 随着方法结束而销毁——无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内未被捕获的异 常）都算作方法结束。
2.1.3、本地方法区(线程私有)
- 本地方法区和 Java Stack 作用类似, 区别是虚拟机栈为执行 Java 方法服务, 而本地方法栈则为 Native 方法服务, 如果一个 VM 实现使用 C-linkage 模型来支持 Native 调用, 那么该栈将会是一个 C 栈，但 HotSpot VM 直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
2.1.4、堆（Heap-线程共享）-运行时数据区
- 堆是一个共享内存区域，用来存放数组和对象
- 堆是gc回收的主要内存区域，同时如果按照gc划分的话，其实堆又可以分为
- 新生代(Eden区域、Survivor From、Survivor To 三个区)
- 老生代
2.1.5、方法区/永久代（线程共享）
- 用于存储被 JVM 加载的类信息、常量、静 态变量、即时编译器编译后的代码等数据.
- HotSpot VM把GC分代收集扩展至方法区, 即使用Java 堆的永久代来实现方法区, 这样 HotSpot 的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一样管理这部分内存, 而不必为方法区开发专门的内存管理器(永久带的内存回收的主要目标是针对常量池的回收和类型 的卸载, 因此收益一般很小)。
补：运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class 文件中除了有类的版 本、字段、方法、接口等描述等信息外，还有一项信息是常量池 13/04/2018 Page 24 of 283 （Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加 载后存放到方法区的运行时常量池中。 Java 虚拟机对 Class 文件的每一部分（自然也包括常量 池）的格式都有严格的规定，每一个字节用于存储哪种数据都必须符合规范上的要求，这样才会 被虚拟机认可、装载和执行。
2.2、JVM 运行时【堆】内存划分(按照gc划分重新划分【堆】内存)
Java 堆从 GC 的角度还可以细分为: 新生代(Eden 区、From Survivor 区和 To Survivor 区)和老年代。
2.2.1、新生代 Eden 区
Java 新对象的出生地（如果新创建的对象占用内存很大，则直接分配到老 年代）。当 Eden 区内存不够的时候就会触发 MinorGC，对新生代区进行 一次垃圾回收。
MinorGC采用复制算法、过程如下（复制->清空->互换）：
- eden、servicorFrom 复制到 ServicorTo，年龄+1 首先，把 Eden 和 ServivorFrom 区域中存活的对象复制到 ServicorTo 区域（如果有对象的年 龄以及达到了老年的标准，则赋值到老年代区），同时把这些对象的年龄+1（如果 ServicorTo 不 够位置了就放到老年区）
- 清空 eden、servicorFrom 然后，清空 Eden 和 ServicorFrom 中的对象
- ServicorTo 和 ServicorFrom 互换 最后，ServicorTo 和 ServicorFrom 互换，原 ServicorTo 成为下一次 GC 时的 ServicorFrom 区
2.2.2、新生代 From Survivor 区
- 上一次 GC 的幸存者，作为这一次 GC 的被扫描者。
2.2.3、新生代 To Survivor 区
- 保留了一次 MinorGC 过程中的幸存者。
2.2.4、老年 代
- 主要存放应用程序中生命周期长的内存对象。
- 是比较稳定的一些对象，会执行 MajorGC 回收，但是之前会进行一次 MinorGC 回收，导致空间不够用才会触发，还有如果新创建的对象需要很大的空间占用，但是发现连续分配的空间不够用时也会触发，给这个对象腾出内存空间
- 采用标记清除法进行回收
标记清除法：首先先扫描所有的老年代的对象，标记处还存活的对象，然后清除没有被标记的对象，进行Major回收时间很长，因为需要扫描所有的老年代对象，然后在回收，同时也会会产生内存碎片，为了减少这个内存碎片的产生，我们可以对其进行合并或者是标记出来，下次可以直接分配使用，如果老年代都不够用了，那就会爆出OOM异常了
2.2.5. 永久代
- 指内存的永久保存区域，主要存放 Class 和 Meta（元数据）的信息,Class 在被加载的时候被 放入永久区域，它和和存放实例的区域不同,GC 不会在主程序运行期对永久区域进行清理。所以这 也导致了永久代的区域会随着加载的 Class 的增多而胀满，最终抛出 OOM 异常。
JAVA8 与元数据：
在 Java8 中，永久代已经被移除，被一个称为“元数据区”（元空间）的区域所取代。元空间 的本质和永久代类似，元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用 本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。类的元数据放入 native memory, 字符串池和类的静态变量放入 java 堆中，这样可以加载多少类的元数据就不再由 MaxPermSize 控制, 而由系统的实际可用空间来控制。
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☛下一篇GC回收因内容太长，所以需要到下一篇文章喽查看GC垃圾回收