JVM內存結構
可以看出JVM從宏觀上可以分為 ‘內部’ 及 ‘外部’ 兩個部分(便於記憶理解)：
‘內部’包含：線程共享（公有）數據區 和 線程隔離（私有）數據區
‘外部’包含：類加載子系統、垃圾回收器、執行引擎、本地庫接口、本地方法庫
以上部件構成了整個jvm，接下來我們一個一個零件拆開了看。
class文件
類加載子系統
類加載子系統：負責查找和裝載class文件，將其中的二進制數據加載到jvm中。
字節碼 --> 加載 --> 驗證 --> 准備 --> 解析 --> 初始化
加載：通過類的完全限定名找到類文件所在位置，根據其中的字節碼創建java.lang.Class對象，所以才會說萬物皆對象，我們也可以繼承ClassLoader，重寫findClass方法來自定義實現類加載器。默認情況下我們都使用AppClassLoader
驗證：確保加載的字節碼的是否符合虛擬機的要求，是java提供的一種自我保護機制，不讓其危害虛擬機安全。其主要包括四種驗證，字節碼驗證、文件格式驗證，元數據驗證、符號引用驗證。
准備：為類變量分配地址和初始化值，類變量會分配到方法區（元空間）中，這里的初始化是指該數據類型的默認初始值，例如int對應的是0，long對應的0L，只有在初始化時才會動顯示賦值
解析：把類中的二進制數據中的符號引用轉換為直接引用；例如我們通過user.getInfo();這里的.getInfo()就是符號引用，在解析階段會將它指向真正的內存位置，這就是直接引用
初始化：主要為類的靜態變量賦予正確的值，比如int num = 10; 這里num的值會從准備階段的0變為10；並且若該類有父類，會對其進行初始化操作；如果類中有初始化語句，系統會按照順序進行初始化
雙親委派模式
雙親委派：自底向上檢查是否加載成功，自頂向下嘗試加載。
當一個類加載器收到類加載請求，它不會自己進行加載，而是將該請求丟給父類加載，如果父類還存在父類，則會依次向上請求，直到到達頂級加載器，如果父類加載器能加載完成就返回加載成功，否則子類加載器才會自己嘗試加載。
System.out.println(Test.class.getClassLoader()); System.out.println(Test.class.getClassLoader().getParent()); System.out.println(Test.class.getClassLoader().getParent().getParent()); System.out.println(String.class.getClassLoader());
通過代碼驗證，可以很輕松的了解 AppClassLoader -> ExtClassLoader -> BootstrapClassLoader 這三層的關系。
類加載的三種方式
1. new關鍵字加載
User user = new User();
靜態加載，在運行時候通過new關鍵字創建類實例
2. Class.forName()加載
Class clazz ＝ Class.forName（“User”）; Object user＝clazz.newInstance();
動態加載，通過Class.forName()來加載類，然后調用類的newInstance()方法實例化對象
3. ClassLoader 實例的 loadClass() 方法
Class clazz ＝ classLoader.loadClass（“User”）; Object user＝clazz.newInstance();
動態加載，可通過繼承ClassLoader實現自定義類加載器
線程私有和線程公有
JVM內存區從宏觀上可以分為 線程私有 和 線程公有 兩塊。
線程私有部分
這部分沒有線程安全問題，隨着線程執行結束而結束；包含程序計數器、虛擬機棧、本地方法棧三個部件。
程序計數器：
程序計數器也叫PC寄存器，作用是cpu進行切換的時候，指向當前時刻需要獲取指令的位置。
特點：
- 線程私有
- 一塊較小的區域
- 記錄程序執行的位置
- 不存在內存溢出OutOfMemoryError
虛擬機棧：
棧數據結構實現，入口和出口只有一個，稱之為入棧和出棧，先進后出（FILO）
棧的作用主要是執行方法，先執行的方法在最下面，然后依次放入，方法執行完畢之后從上往下依次退出；所以方法執行就是壓棧，方法結束就是出棧（銷毀棧幀）。
public void start(){
say();
run();
}
虛擬機棧如何執行
棧幀
棧幀存在Java虛擬機棧中，是虛擬機棧中的單位元素。方法執行會創建棧幀，一個方法就是一個棧幀，一個棧幀分為四個部分：
1. 局部變量表
存放方法參數或者內部定義的一組變量列表；例如方法中聲明的對象：
User user = new User(); //局部變量user
執行字節碼指令的時候使用，通俗的講就是方法的執行在操作數棧中進行，通過壓棧和出棧進行訪問
3. 動態鏈接Java運行期間是動態鏈接的，需要將指向方法的符號引用轉換為直接引用（內存地址）；在類加載解析階段，將符號引用轉換為直接引用稱之為靜態解析。而此處正好就是動態鏈接
user.getInfo(); //找到這個getInfo()方法的內存位置
4. 返回地址方法不管正常執行結束還是異常退出，需要返回方法被調用的位置
以上四個部分對應方法執行的過程。虛擬里面包含很多個棧幀，每個方法對應一個棧幀。
將一個class文件，通過bin/javap.exe文件進行反匯編可以查看出以上四個部分。
棧溢出：當棧的深度大於虛擬機允許會報StackOverflowError，-Xss可設置大小
/** 遞歸演示如何棧溢出 */
public static int num = 0;
public static void a(){
num++;
a();
}
public static void main(String[] args) {
try{
a();
}catch (Exception ex){
System.out.println("調用次數："+num);
}
}
內存溢出：當棧需要擴展而無法申請空間會報OutOfMemoryError
本地方法棧
本地方法棧和虛擬機棧類似，區別在於虛擬機棧主要為jvm執行字節碼服務，而本地方法棧為Native方法服務，即本地方法服務；所以本地方法棧也是一塊內存私有區域，與虛擬機棧相同也有同樣的異常問題。
特點：
- 與虛擬機棧基本類似
- 區域在於本地方法棧為Native方法服務（windows下調用dll文件）
- Sun HotSpot將虛擬機棧和本地方法棧合並
- 有
StackOverflowError和OutOfMemoryError
線程公有部分
這部分存在線程安全問題，平常我們所指的內存優化，溢出等問題都是需要關注這個區域。包含堆、方法區（也叫元空間）兩個部件。
方法區（元空間）
類加載器加載類的時候，會將一些類的元數據信息（字節碼）保存在這個區域，例如：類變量，靜態方法，普通方法等，方法區是線程共享的，多個線程能用到同一個類
jdk1.7合並方法區到了堆里面
jdk1.8保留了方法區的概念，只不過實現方式不同，jdk1.8稱為元空間，與堆不相連，但是與堆共享物理內存，邏輯上可以認為是在堆中
特點：
- 線程共享
- 存儲類信息、常量、靜態變量、方法描述等信息
- HotSpot虛擬機中稱之為永久代
- GC很少回收這個區域
- 存在
OutOfMemoryError，可以通過-XX:MaxPermSize設置大小
堆
堆中用於存放所有實例化對象和數組，堆中信息線程共享，所有jvm部件中分配內存中最大的區域，在虛擬機啟動時就創建，垃圾回收器主要管理該區域，堆分為新生代（占堆內存1/3）和老年代（占堆內存2/3），新生代更細致可以分為Eden、From Survivor、To Survivor空間，比例8:1:1 ；可以通過-Xmx、-Xms設置大小
在堆中產生了一個實例對象或數組，可以在棧中聲明一個變量，用於指向堆中的對象，該變量的取值等於堆中對象的內存地址，所以我們在打印變量名的時候是一串內存地址
Test test = new Test(); System.out.println(test); //輸出Test@1b6d3586
萬物皆對象，當我們在實際開發中，創建了許多對象，為了防止內存泄露，java確保有效的使用內存，會由java虛擬機自動垃圾回收器來管理；且把堆分為新生代和老年代進行管理
新生代與老年代
新生代是Java對象出生的地方，是新對象分配內存的地方，大部分對象存活時間都不需要太久，這個區域會頻繁觸發MinorGC進行垃圾回收；
而老年代存放的都是存活時間較久或者內存較大的對象，所以Full GC不會頻繁執行。
Minor GC
發生在新生代中的垃圾回收機制，采用復制算法（掃描存活對象，復制到一塊新內存空間中），From Survivor 和 to Survivor是相對的，也就是說Minor GC發生時，Eden區和其中一個Survivor區會把一些仍然存活的對象放置另外一個Survivor 區，然后清理Eden區和之前的Survivor 區，下次同理，當達到一定 ‘年齡’ 后，新生代會把對象放入老年代（每發生一次Minor GC增加1歲，默認15歲）
Full GC
發生在老年代中的垃圾回收機制，采用標記-清除（標記存活的對象，清除未標記的對象，即需要回收的對象），因為老年代中的對象較穩定，所以發生Full GC的頻率相對Minor GC較少，但是一次回收的時間會比Minor GC更長