JVM堆相关知识
为什么先说JVM堆?
JVM的堆是Java对象的活动空间，程序中的类的对象从中分配空间，其存储着正在运行着的应用程序用到的所有对象。这些对象的建立方式就是那些new一类的操作，当对象无用后，是GC来负责这个无用的对象(地球人都知道)。
JVM堆
(1) 新域：存储所有新成生的对象
(2) 旧域：新域中的对象，经过了一定次数的GC循环后，被移入旧域
(3)永久域：存储类和方法对象，从配置的角度看，这个域是独立的，不包括在JVM堆内。默认为4M。
新域会被分为3个部分：1.第一个部分叫Eden。(伊甸园？？可能是因为亚当和夏娃是人类最早的活动对象？)2.另两个部分称为辅助生存空间(幼儿园)，我这里一个称为A空间(From sqace)，一个称为B空间(To Space)。
二、GC浅谈
GC的工作目的很明确：在堆中，找到已经无用的对象，并把这些对象占用的空间收回使其可以重新利用.大多数垃圾回收的 算法思路都是一致的：把所有对象组成一个集合，或可以理解为树状结构，从树根开始找，只要可以找到的都是活动对象，如果找不到，这个对象就是凋零的昨日黄 花，应该被回收了。
在sun 的文档说明中，对JVM堆的新域，是采用coping算法，该算法的提出是为了克服句柄的开销和解决堆碎片的垃圾回收。它开始时把堆分成一个对象面和多个空闲面，程序从对象面为对象分配空间，当对象满了，基于 coping算法的垃圾收集就从根集中扫描活动对象，并将每个活动对象复制到空闲面(使得活动对象所占的内存之间没有空闲洞)，这样空闲面变成了对象面，原来的对象面变成了空闲面，程序会在新的对象面中分配内存。
对于新生成的对象，都放在Eden中；当Eden充满时（小孩太多 了），GC将开始工作，首先停止应用程序的运行，开始收集垃圾，把所有可找到的对象都复制到A空间中，一旦当A空间充满，GC就把在A空间中可找到的对象 都复制到B空间中(会覆盖原有的存储对象)，当B空间满的时间，GC就把在B空间中可找到的对象都复制到A空间中，AB在这个过程中互换角色，那位客官说 了：拷来拷去，烦不烦啊？什么时候是头？您别急，在活动对象经过一定次数的GC操作后，这些活动对象就会被放到旧域中。对于这些活动对象，新域的幼儿园生 活结束了。新域为什么要这么折腾？起初在这块我也很迷糊，又查了些资料，原来是这样：应用程序生成的绝大部分对象都是短命的，copying算法最理想的 状态是，所有移出Eden的对象都会被收集，因为这些都是短命鬼，经过一定次数的GC后应该被收集，那么移入到旧域的对象都是长命的，这样可以防止AB空 间的来回复制影响应用程序。实际上这种理想状态是很难达到的，应用程序中不可避免地存在长命的对象，copying算法的发明者要这些对象都尽量放在新域 中，以保证小范围的复制，压缩旧域的开销可比新域中的复制大得多(旧域在下面说)。对于旧域，采用的是tracing算法的一种，称为标记-清除-压缩收 集器，注意，这有一个压缩，这是个开销挺大的操作。垃圾回收主要是对Young Generation块和Old Generation块内存进行回收，YG用来放新产生的对象，经过几次回收还没回收掉的对象往OG中移动，对YG进行垃圾回收又叫做MinorGC，对 OG垃圾回收又叫MajorGC，两块内存回收互不干涉。二、Gc 流程：
[older generation][survivor 1][survivor 2][eden]
*young generation=eden + survivor
1.当eden满了，触发young GC；
2.young GC做2件事：一，去掉一部分没用的object；二，把老的还被引用的object发到survior里面，等下几次GC以后，survivor再放到old里面。
3.当old满了，触发full GC。full GC很消耗内存，把old，young里面大部分垃圾回收掉。这个时候用户线程都会被block。
三、young generation比例越大,不一定最好。
将young的大小设置为大于总堆大小的一半时会造成效率低下。如果设置得过小，又会因为young generation收集程序不得不频繁运行而造成瓶颈。
四、总结
从上面的推导可以得出很多结论，下面是前辈的经验总结与自已的认识
1.JVM堆的大小决定了GC的运行时间。如果JVM堆的大小超过一定的限度，那么GC的运行时间会很长。
2.对象生存的时间越长，GC需要的回收时间也越长，影响了回收速度。
3.大多数对象都是短命的，所以，如果能让这些对象的生存期在GC的一次运行周期内，wonderful！
4.应用程序中，建立与释放对象的速度决定了垃圾收集的频率。
5.如果GC一次运行周期超过3-5秒，这会很影响应用程序的运行，如果可以，应该减少JVM堆的大小了。
6.前辈经验之谈：通常情况下，JVM堆的大小应为物理内存的80%。
《深入理解Java虚拟机》
垃圾回收器针对Java堆和方法区，像程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随线程而生，随线程而死。
如何确定某个对象是“垃圾”？
引用计数算法
可达性分析算法：当一个对象到GC roots 没有任何引用链相连，则证明此对象是不可用的
垃圾收集算法：
1、标记-清楚算法
2、复制算法
3、标记-整理算法
4、分代收集算法(不同的对象的生命周期是不一样的)
年轻代（Young Generation）
1.所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。
2.新生代内存按照8:1:1的比例分为一个eden区和两个survivor(survivor0,survivor1)区。一个Eden区，两个 Survivor区(一般而言)。大部分对象在Eden区中生成。回收时先将eden区存活对象复制到一个survivor0区，然后清空eden区，当这个survivor0区也存放满了时，则将eden区和survivor0区存活对象复制到另一个survivor1区，然后清空eden和这个survivor0区，此时survivor0区是空的，然后将survivor0区和survivor1区交换，即保持survivor1区为空， 如此往复。
3.当survivor1区不足以存放 eden和survivor0的存活对象时，就将存活对象直接存放到老年代。若是老年代也满了就会触发一次Full GC，也就是新生代、老年代都进行回收
4.新生代发生的GC也叫做Minor GC，MinorGC发生频率比较高(不一定等Eden区满了才触发)
年老代（Old Generation）
1.在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。
2.内存比新生代也大很多(大概比例是1:2)，当老年代内存满时触发Major GC即Full GC，Full GC发生频率比较低，老年代对象存活时间比较长，存活率标记高。
持久代（Permanent Generation）
用于存放静态文件，如Java类、方法等。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或者调用一些class，例如Hibernate 等，在这种时候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。
HotSpot（JDK 7)虚拟机
采用HotSpot的Java虚拟机，已经很难说Java是被虚拟机解释执行了，
原因是HotSpot实际上是把Java的bytecode编译成Native code，
然后运行。
实际上在HotSpot虚拟机中，有两个技术是至关重要的，即动态编译和
Profiling。HotSpot对bytecode的编译，不是在程序运行前预先编译的，
而是在程序运行过程中，动态编译(compile during run-time)，英文称
Dynamic compilation。其实Just In Time也就是这个意思。
HotSpot是如何动态编译Javad的bytecode呢？它采用的是一种smart的办法。
HotSpot里有一个运行监视器，即Profile Monitor(不知国内如何翻译Profile),
专门监视程序运行中，哪一部分运用频度大， 哪些对性能影响至关重要。
当然Profile Monitor有一些算法，这些算法未必十全十美，但大体是能较好
获得相关信息的。对于那些对程序运行效率影响交大的代码，称为热点，
即hot spot，HotSpot会把这些部门动态地编译成机器码，Native code，
同时也对机器码进行优化（类似C编译器的一些优化），从而而提高运行效率。
而那些较少运行的Code，HotSpot虚拟机就不再浪费时间把它们编译。
总体来看，Java bytecode是以解释方式被load到虚拟机的。但虚拟机的
分析器根据一段运行，获知对程序效率影响最大的部分，然后通过动态
编译，同时进行优化，编译成机器码，然后为接下来的运行加速。总的
来说，HotSpot对bytecode有三层处理：不编译，编译，编译并优化。
至于程序哪部分不编译，哪部分编译，哪部分做何种优化，则由Profile
Monitor决定。
典型的垃圾收集器
1.Serial/Serial Old
Serial/Serial Old收集器是最基本最古老的收集器，它是一个单线程收集器，并且在它进行垃圾收集时，必须暂停所有用户线程。Serial收集器是针对新生代的收集器，采用的是Copying算法，Serial Old收集器是针对老年代的收集器，采用的是Mark-Compact算法。它的优点是实现简单高效，但是缺点是会给用户带来停顿。
2.ParNew
ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本，使用多个线程进行垃圾收集。
3.Parallel Scavenge
Parallel Scavenge收集器是一个新生代的多线程收集器（并行收集器），它在回收期间不需要暂停其他用户线程，其采用的是Copying算法，该收集器与前两个收集器有所不同，它主要是为了达到一个可控的吞吐量。
4.Parallel Old
Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的老年代版本（并行收集器），使用多线程和Mark-Compact算法。
5.CMS
CMS（Current Mark Sweep）收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，它是一种并发收集器，采用的是Mark-Sweep算法。
6.G1
G1收集器是当今收集器技术发展最前沿的成果，它是一款面向服务端应用的收集器，它能充分利用多CPU、多核环境。因此它是一款并行与并发收集器，并且它能建立可预测的停顿时间模型。
GC的执行机制
Scavenge GC
一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Scavenge GC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能尽快空闲出来。
Full GC
对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个堆进行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致Full GC：
1.年老代（Tenured）被写满
2.持久代（Perm）被写满
3.System.gc()被显示调用
4.上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化
Java有了GC同样会出现内存泄露问题
1.静态集合类像HashMap、Vector等的使用最容易出现内存泄露，这些静态变量的生命周期和应用程序一致，所有的对象Object也不能被释放，因为他们也将一直被Vector等应用着。
2.各种连接，数据库连接，网络连接，IO连接等没有显示调用close关闭，不被GC回收导致内存泄露。
3.监听器的使用，在释放对象的同时没有相应删除监听器的时候也可能导致内存泄露。
参考：http://www.importnew.com/16173.html
对象分配
优先在Eden区分配
在JVM内存模型一文中, 我们大致了解了VM年轻代堆内存可以划分为一块Eden区和两块Survivor区. 在大多数情况下, 对象在新生代Eden区中分配, 当Eden区没有足够空间分配时, VM发起一次Minor GC, 将Eden区和其中一块Survivor区内尚存活的对象放入另一块Survivor区域, 如果在Minor GC期间发现新生代存活对象无法放入空闲的Survivor区, 则会通过空间分配担保机制使对象提前进入老年代(空间分配担保见下).
大对象直接进入老年代
Serial和ParNew两款收集器提供了-XX:PretenureSizeThreshold的参数, 令大于该值的大对象直接在老年代分配, 这样做的目的是避免在Eden区和Survivor区之间产生大量的内存复制(大对象一般指 需要大量连续内存的Java对象, 如很长的字符串和数组), 因此大对象容易导致还有不少空闲内存就提前触发GC以获取足够的连续空间.
JVM的内存区域划分
1、程序计数器：
虽然JVM中的程序计数器并不像汇编语言中的程序计数器一样是物理概念上的CPU寄存器，但是JVM中的程序计数器的功能跟汇编语言中的程序计数器的功能在逻辑上是等同的，也就是说是用来指示 执行哪条指令的。在JVM规范中规定，如果线程执行的是非native方法，则程序计数器中保存的是当前需要执行的指令的地址；如果线程执行的是native方法，则程序计数器中的值是undefined。由于程序计数器中存储的数据所占空间的大小不会随程序的执行而发生改变，因此，对于程序计数器是不会发生内存溢出现象(OutOfMemory)的。
2、Java栈(虚拟机栈)：
Java栈是Java方法执行的内存模型，由于每个线程正在执行的方法可能不同，因此每个线程都会有一个自己的Java栈，互不干扰。
3、本地方法栈：
本地方法栈则是为执行本地方法（Native Method）服务的。在JVM规范中，并没有对本地方发展的具体实现方法以及数据结构作强制规定，虚拟机可以自由实现它。在HotSopt虚拟机中直接就把本地方法栈和Java栈合二为一。
4、堆：
Java中的堆是用来存储对象本身的以及数组（当然，数组引用是存放在Java栈中的）。另外，堆是被所有线程共享的，在JVM中只有一个堆。
5、方法区：
方法区在JVM中也是一个非常重要的区域，它与堆一样，是被线程共享的区域。在方法区中，存储了每个类的信息（包括类的名称、方法信息、字段信息）、静态变量、常量以及编译器编译后的代码等。在方法区中有一个非常重要的部分就是运行时常量池，它是每一个类或接口的常量池的运行时表示形式，在类和接口被加载到JVM后，对应的运行时常量池就被创建出来。当然并非Class文件常量池中的内容才能进入运行时常量池，在运行期间也可将新的常量放入运行时常量池中，比如String的intern方法。在JVM规范中，没有强制要求方法区必须实现垃圾回收。很多人习惯将方法区称为“永久代”，是因为HotSpot虚拟机以永久代来实现方法区，从而JVM的垃圾收集器可以像管理堆区一样管理这部分区域，从而不需要专门为这部分设计垃圾回收机制。不过自从JDK7之后，Hotspot虚拟机便将运行时常量池从永久代移除了。
https://www.cnblogs.com/_popc/p/6096517.html
在Java中应为不同的目的可以将java划分为两种内存模型：gc内存模型。并发内存模型。