JVM内存管理

内存空间
    可划分为方法区、堆、本地方法栈、PC寄存器及JVM方法栈。

方法区
    方法区存放了要加载的类的信息(名称、修饰符等)、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息，当开发人员在程序中通过Class对象的getName、isInterface等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域。方法区域也是全局共享的，在一定条件下它也会被GC，当方法区域要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemory.
    这块区域对应Permanet Generation，又称为持久代，默认最小值为16MB，最大值为64MB。可通过-XX:PermSize及-XX:MaxPermSize来指定最小值和最大值。

堆
    堆用于存储对象实例及数组值，可以认为Java中所有通过new创建的内存都在此分配，Heap中对象所占用的内存由GC进行回收，在32位操作系统上最大为2GB，在64位操作系统上则没有限制，其大小可通过-Xms和-Xmx来控制，-Xms为JVM启动时申请的最小Heap内存，默认为物理内存的1/64但小于1GB；-Xmx为JVM可申请的最大Heap内存，默认为物理内存的1/4但小于!GB，默认当空余堆内存小于40%时，JVM会增大Heap到-Xmx指定的大小，可通过-XX:MinHeapFreeRatio=来指定这个比例；当空余堆内存大于70%时，JVM会减小Heap的大小到-Xms的大小，可以通过-XX:MaxHeapFreeRatio=来指定这个比例，对于运行系统而言，为避免在运行时频繁调整Heap的大小，通常将-Xms和-Xmx的值设置为一样。

JDK1.2后堆采用了分代管理


1、新生代(New Genertion)
    大多情况下JAVA程序中新建的对象都从新生代分配内存，新生代有Eden Space和两块相同大小的Survivor Space（通常又称为S0和S1或者From和To）构成，可通过-Xmx参赛来指定新生代的大小，也可以通过-XX:SurvivorRatio来调整Eden Space及Survivor Space的大小。不同的GC方式会以不同的方式按比值来划分Eden Space 和Survivor Space，有些GC方式还会根据运行状况来动态调整Eden、S0、S1的大小。
2、旧生代（Old Gennertion）
    用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象，例如换成对象，新建的对象也是有可能在旧生代上直接分配内存。主要有两种情况（由不同的GC实现来决定）：一种为大对象，可通过在启动参数上设置-XX:PretenureSizeThreshold=1024（单位为字节，默认为0）来代表当对象超过多大时就不在新生代分配，而是直接在旧生代分配，此参赛在新生代采用Parallel Scavenge GC是无效，Parallel Scavenge GC会根据运行状况决定什么对象直接在旧生代生分配内存；另一种为大的数组对象，且数组中无引用外部对象。
    旧生代所占用的内存大小为-Xmx对应的值减去-Xmn对应的值。
   
本地方法栈
    本地方法栈用于支持native方法的执行，存储了每个native方法调用的状态，在Sun JDK的实现中本地方法栈和JVM方法栈是同一个。
PC寄存器和JVM方法栈
    每个线程均会创建PC寄存器和JVM方法栈，PC寄存器占用的可能为CPU寄存器或者操作系统内存，JVM方法栈占用的为操作系统内存，JVM方法栈为线程私有，其在内存分配上非常高效。当本地运行完毕时，其对应的栈帧所占用的内存也会自动释放。
    当JVM方法在空间不足时，会抛出StackOverFlowError的错误，在Sun JDK中可以通过-Xss来指定其大小。

内存分配
    Java对象所占用的内存主要从堆上进行分配，堆是所有线程共享的，因此在堆上分配内存时需要进行加锁，这导致了创建对象开销比较大。当堆上空间不足时，会触发GC，如果GC后空间仍然不足，则会抛出OutOfMemory.
    Sun JDK为了提升内存分配的效率，会为每个新创建的线程在新生代的Eden Space上分配一块独立的空间，这块空间称为TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由JVM根据运行情况计算而得，可通过-XX:TLABWasteTargetPersent来设置TLAB可占用的Eden Space的百分比，默认值是1%。JVM将根据这个比率、线程数量及线程是否频繁分配对象来给每个线程分配合适大小的TLAB空间。在TLAB上分配内存是不需要加锁，因此JVM在给线程中的对象分配内存是会尽量在TLAB上分配，如果对象过大或者TLAB空间已用完，则仍然在堆上进行分配。因此在编写Java程序时，通常多个小的对象比大 的对象分配起来更高效，可通过在启动参赛上增加-XX:+PrintTLAB 来查看TLAB空间使用情况。

对象引用关系上，除了默认的强引用外，还有软引用（SoftReference）、弱引用（WeakReference）和虚引用（PhantomReference）三种。
A a = new A();就是强引用。
采用软引用来建立引用的对象，当JVM内存不足时会被回收，因此SoftReference很适合用于实现缓存。另外，当GC认为扫描的SoftRefernece不经常使用时，也会进行回收，存活时间可通过-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB来进行控制，其含义为每兆堆空间中SoftRefernece的存活时间，默认为1秒。
Object object = new Object();
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<Object>(object);
object = null;
取用get取，有可能为空。

弱引用：采用软引用建立的对象没有强引用后，GC时即会被自动释放。
Object object1 = new Object();
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<Object>(object1);
object1 = null;

虚引用