系列目录
前言
大家好，我是老马。
GC 在面试中频率也比较高，对常见问题进行整理，便于平时查阅收藏。
java 内存结构
JVM的内存结构分为 本地接口库 、运行时数据区、执行引擎 三部分。
JVM内存结构和JMM（Java memory model）是两回事，JMM定义了Java 虚拟机(JVM)在计算机内存(RAM)中的工作方式。
JVM是整个计算机虚拟模型，所以JMM是隶属于JVM的。
本地接口库
一些供Java程序调用的native方法存放在此处。
执行引擎
包括解释器、JIT（即时编译器）、GC。
运行时数据区
运行时数据区分为 线程共享区域和 线程私有区域 ,其中共享区域有 元空间（方法区）、堆 ，线程私有空间有 程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈。
共享区域会有线程安全问题，而私有区域不会有。
本地方法栈和虚拟机栈
栈空间都是线程私有的，本地方法栈和虚拟机栈都会抛出StackOverflowError 栈溢出 和OutOfMemoryError 内存溢出异常。
本地方法栈：虚拟机调用native方法需要的栈空间。 虚拟机栈：程序调用Java方法需要的栈空间。
栈帧的结构：
-
局部变量表：局部变量表中存储了基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）的局部变量（包括参数）、和对象的引用（String、数组、对象等），但是不存储对象的内容。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小。
-
操作数栈：Java没有寄存器，操作数栈用来传递参数以完成计算。
如下面方法：
public static int add(int a,int b){
int c=0;
c=a+b;
return c;
}
压栈的步骤如下：
0: iconst_0 // 0压栈
1: istore_2 // 弹出int，存放于局部变量2
2: iload_0 // 把局部变量0压栈
3: iload_1 // 局部变量1压栈
4: iadd //弹出2个变量，求和，结果压栈
5: istore_2 //弹出结果，放于局部变量2
6: iload_2 //局部变量2压栈
7: ireturn //返回
动态链接：小对象（一般几十个bytes），在没有逃逸的情况下，可以直接分配在栈上
返回地址
堆
堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，几乎所有的对象实例都分配在堆上（栈上可能会分配不逃逸的对象）。
会发生oom异常。
JVM内存划分为堆内存和非堆内存，堆内存分为年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation），新生代和老年代默认比列为1:2，非堆内存就一个永久代（Permanent Generation）。
年轻代又分为Eden和Survivor区。Survivor区由FromSpace和ToSpace组成。
Eden区占大容量，Survivor两个区占小容量，默认比例是8:1:1。
堆内存用途：存放的是对象，垃圾收集器就是收集这些对象，然后根据GC算法回收。
非堆内存用途：永久代，也称为方法区，存储程序运行时长期存活的对象，比如类的元数据、方法、常量、属性等。
在JDK1.8版本废弃了永久代，替代的是元空间（MetaSpace），元空间与永久代上类似，都是方法区的实现，他们最大区别是：元空间并不在JVM中，而是使用本地内存。
元空间有注意有两个参数：
MetaspaceSize ：初始化元空间大小，控制发生GC阈值
MaxMetaspaceSize ： 限制元空间大小上限，防止异常占用过多物理内存
堆大小：–Xms、-Xmx
新生代和老年代比例：–XX:NewRatio
Eden : from : to ： –XX:SurvivorRatio
元空间：-XX:MetaspaceSize 、-XX:MaxMetaspaceSize
分代概念
新生成的对象首先放到年轻代Eden区，当Eden空间满了，触发Minor GC，存活下来的对象移动到Survivor0区，Survivor0区满后触发执行Minor GC，Survivor0区存活对象移动到Suvivor1区，这样保证了一段时间内总有一个survivor区为空。
经过多次Minor GC仍然存活的对象移动到老年代。
老年代存储长期存活的对象，占满时会触发Major GC=Full GC，GC期间会停止所有线程等待GC完成，所以对响应要求高的应用尽量减少发生Major GC，避免响应超时。
Minor GC ： 清理年轻代
Major GC ： 清理老年代
Full GC ： 清理整个堆空间，包括年轻代和永久代甚至是方法区
所有GC都会停止应用所有线程。
为什么分代
将对象根据存活概率进行分类，对存活时间长的对象，放到固定区，从而减少扫描垃圾时间及GC频率。针对分类进行不同的垃圾回收算法，对算法扬长避短。
为什么survivor分为两块相等大小的幸存空间？
主要为了解决碎片化。
如果内存碎片化严重，也就是两个对象占用不连续的内存，已有的连续内存不够新对象存放，就会触发GC。
常量池的迁移
JDK1.6时字符串常量池、运行时常量、类常量都放在方法区，1.7时为了后面移除永久代就开始做准备把字符串常量池移动到了堆中，1.8时又把运行时常量和类常量移动到了元空间。
为什么移除永久代
因为永久代是Hotspot独有的概念，Hotspot的jdk使用永久代实现了JVM规范中的方法区，但是其他jdk没有这个概念，而且永久代很难找到一个合适的配置值，太小容易oom，太大又浪费空间，使用native memory实现可以实现在程序运行时自动调校为“合适的大小”。
当然更重要的还是为了融合Hotspot的JVM和Jrockit VM。
ps: 为了成为标准，让大家一起整合。
元空间
存放了运行时常量和类常量，默认情况下，class metadata的分配仅受限于可用的native memory总量。
程序计数器
线程私有，实现为cpu的寄存器，用来储存当前线程指令的执行位置，当运行的java方法时才有内容，运行的本地方法时为空。
参考资料
https://www.zhihu.com/question/293352546/answer/2453569556
https://zardfans.com/2021/09/02/JVM%E5%86%85%E5%AD%98%E7%BB%93%E6%9E%84/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/38348646
https://www.cnblogs.com/ityouknow/p/5610232.html
https://pdai.tech/md/java/jvm/java-jvm-struct.html
https://cloud.tencent.com/developer/article/1698363
https://segmentfault.com/a/1190000020909659
https://segmentfault.com/a/1190000040580395
https://www.modb.pro/db/242151
https://blog.csdn.net/fuzhongmin05/article/details/78169044
https://juejin.cn/post/6844903969349697543
