1. 前言：本地方法接口

1.1 本地方法

简单来讲，一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口，一个Native Method 是这样一个java方法：该方法的实现由非Java语言实现，比如C。这个特征并非java特有，很多其他的编程语言都有这一机制，比如在C++ 中，你可以用extern “C” 告知C++ 编译器去调用一个C的函数。
在定义一个native method时，并不提供实现体（有些像定义一个Java interface），因为其实现体是由非java语言在外面实现的。
本地接口的作用是融合不同的编程语言为java所用，它的初衷是融合C/C++程序。
标识符native可以与其他所有的java标识符连用，但是abstract除外。

1.2 为什么要使用Native Method？

java使用起来非常方便，然而有些层次的任务用java实现起来不容易，或者我们对程序的效率很在意时，问题就来了。

与java环境外交互：
有时java应用需要与java外面的环境交互，这是本地方法存在的主要原因。
你可以想想java需要与一些底层系统，如操作系统或某些硬件交换信息时的情况。本地方法正是这样的一种交流机制：它为我们提供了一个非常简洁的接口，而且我们无需去了解java应用之外的繁琐细节。
与操作系统交互
JVM支持着java语言本身和运行时库，它是java程序赖以生存的平台，它由一个解释器（解释字节码）和一些连接到本地代码的库组成。然而不管怎样，它毕竟不是一个完整的系统，它经常依赖于一些底层系统的支持。这些底层系统常常是强大的操作系统。通过使用本地方法，我们得以用java实现了jre的与底层系统的交互，甚至jvm的一些部分就是用C写的。还有，如果我们要使用一些java语言本身没有提供封装的操作系统特性时，我们也需要使用本地方法。
Sun’s Java
Sun的解释器是用C实现的，这使得它能像一些普通的C一样与外部交互。jre大部分是用java实现的，它也通过一些本地方法与外界交互。例如：类java.lang.Thread的setPriority()方法是用Java实现的，但是它实现调用的是该类里的本地方法setPriority0（）。这个本地方法是用C实现的，并被植入JVM内部，在Windows 95的平台上，这个本地方法最终将调用Win32 SetProority（）API。这是一个本地方法的具体实现由JVM直接提供，更多的情况是本地方法由外部的动态链接库（external dynamic link library）提供，然后被JVM调用。

1.3 现状

目前该方法的是用越来越少了，除非是与硬件有关的应用，比如通过java程序驱动打印机或者java系统管理生产设备，在企业级应用已经比较少见。因为现在的异构领域间的通信很发达，比如可以使用Socket通信，也可以是用Web Service等等，不多做介绍。

2. 本地方法栈(Native Method Stack)

Java虚拟机栈用于管理Java方法的调用，而本地方法栈用于管理本地方法的调用。
本地方法栈，也是线程私有的。
允许被实现成固定或者是可动态拓展的内存大小。（在内存溢出方面是相同的）
如果线程请求分配的栈容量超过本地方法栈允许的最大容量，Java虚拟机将会抛出一个StackOverFlowError异常。
如果本地方法栈可以动态扩展，并且在尝试扩展的时候无法申请到足够的内存，或者在创建新的线程时没有足够的内存去创建对应的本地方法栈，那么java虚拟机将会抛出一个OutOfMemoryError异常。
本地方法是使用C语言实现的。
它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法，在Execution Engine执行时加载本地方法库。
当某个线程调用一个本地方法时，它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。它和虚拟机拥有同样的权限。
本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机内部的运行时数据区。
它甚至可以直接使用本地处理器中的寄存器
直接从本地内存的堆中分配任意数量的内存
并不是所有的JVM都支持本地方法。因为Java虚拟机规范并没有明确要求本地方法栈的使用语言、具体实现方式、数据结构等。如果JVM产品不打算支持native方法，也可以无需实现本地方法栈。
在hotSpot JVM中，直接将本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

3. 堆

3.1 核心概念

一个jvm实例只存在一个堆内存，堆也是java内存管理的核心区域。
Java堆区在JVM启动的时候即被创建，其空间大小也就确定了。是JVM管理的最大一块内存空间。（堆内存的大小是可以调节的）
《Java虚拟机规范》规定，堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的。
所有的线程共享java堆，在这里还可以划分线程私有的缓冲区（TLAB:Thread Local Allocation Buffer）。（面试问题：堆空间一定是所有线程共享的么？不是，TLAB线程在堆中独有的）
《Java虚拟机规范》中对java堆的描述是：所有的对象实例以及数组都应当在运行时分配在堆上。从实际使用的角度看，“几乎”所有的对象的实例都在这里分配内存（‘几乎’是因为可能存储在栈上）。
数组或对象可能永远不会存储在栈上，因为栈帧中保存引用，这个引用指向对象或者数组在堆中的位置。
在方法结束后，堆中的对象不会马上被移除，仅仅在垃圾收集的时候才会被移除。
堆，是GC(Garbage Collection，垃圾收集器)执行垃圾回收的重点区域。

3.1.1 配置jvm及查看jvm进程

编写HeapDemo/HeapDemo1代码

public class HeapDemo {public static void main(String[] args) {System.out.println("start...");try {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("end...");}
}

首先对虚拟机进行配置，如图 Run-Edit configurations
在jdk目录bin下找到jvisualvm 运行（或者直接终端运行jvisualvm），查看进程，可以看到我们设置的配置信息。
可以使用Visual GC插件来查看详细信息。

3.1.2 分析SimpleHeap的jvm情况

public class SimpleHeap {private int id;//属性、成员变量public SimpleHeap(int id) {this.id = id;}public void show() {System.out.println("My ID is " + id);}public static void main(String[] args) {SimpleHeap sl = new SimpleHeap(1);SimpleHeap s2 = new SimpleHeap(2);int[] arr = new int[10];Object[] arr1 = new Object[10];}
}

3.2 内存细分

现代垃圾收集器大部分都基于分代收集理论设计，堆空间细分为：

JDK 7及以前堆内存逻辑上分为三部分：新生区+养老区+永久区

Young Generation Space：新生区 Young/New
又被分为Eden区和Survior区

Tenure generation Space：养老区 Old/Tenure

Permanent Space：永久区Perm

JDK 8及以后堆内存逻辑上分为三部分：新生区+养老区+元空间

Young Generation Space：新生区Young/New
又被分为Eden区和Survior区。

Tenure generation Space：养老区 Old/Tenure

Meta Space：元空间 Meta

3.3 设置堆空间大小

3.3.1 参数

Java堆区用于存储java对象实例，堆的大小在jvm启动时就已经设定好了，可以通过 "-Xmx"和 "-Xms"来进行设置
-Xms 用于表示堆的起始内存，等价于 -XX:InitialHeapSize
-Xms 用来设置堆空间（年轻代+老年代）（注：不包含元空间）的初始内存大小
-X 是jvm的运行参数；
ms 是memory start；
-Xmx 用于设置堆的最大内存，等价于 -XX:MaxHeapSize
一旦堆区中的内存大小超过 -Xmx所指定的最大内存时，将会抛出OOM异常。
通常会将-Xms和-Xmx两个参数配置相同的值，其目的就是为了能够在java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小，从而提高性能。
默认情况下，初始内存大小：物理内存大小/64; 最大内存大小：物理内存大小/4。

查看设置的参数：

方式一：终端输入jps ，然后 jstat -gc 进程id
方式二：（控制台打印）Edit Configurations->VM Options 添加 -XX:+PrintGCDetails

3.3.2 堆大小分析

设置堆大小为600m，打印出的结果为575m，这是因为幸存者区S0和S1各占据了25m，但是他们始终有一个是空的，存放对象的是伊甸园区和一个幸存者区。

3.3.3 OOM

/*** -Xms600m -Xmx600m*/
public class OOMTest {public static void main(String[] args) {ArrayList<Picture> list = new ArrayList<>();while(true){try {Thread.sleep(20);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}list.add(new Picture(new Random().nextInt(1024 * 1024)));}}
}class Picture{private byte[] pixels;public Picture(int length) {this.pixels = new byte[length];}
}

//输出
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat Picture.<init>(OOMTest.java:25)at OOMTest.main(OOMTest.java:16)

3.4 年轻代与老年代

存储在JVM中的java对象可以被划分为两类：
1.一类是生命周期较短的瞬时对象，这类对象的创建和消亡都非常迅速。
2.另外一类对象的生命周期非常长，在某些极端的情况下还能与JVM的生命周期保持一致。
Java堆区进一步细分可以分为年轻代（YoungGen）和老年代（OldGen）。
其中年轻代可以分为Eden空间、Survivor0空间和Survivor1空间（有时也叫frmo区，to区）
配置新生代与老年代在堆结构的占比
默认-XX：NewRatio=2，表示新生代占1，老年代占2，新生代占整个堆的1/3。
可以修改-XX：NewRatio=4，表示新生代占1，老年代占4，新生代占整个堆的1/5。
在hotSpot中，Eden空间和另外两个Survivor空间缺省所占的比例是8：1：1（测试的时候是6：1：1），开发人员可以通过选项 -XX:SurvivorRatio 调整空间比例，如-XX:SurvivorRatio=8。
几乎所有的Java对象都是在Eden区被new出来的。
绝大部分的Java对象都销毁在新生代了（IBM公司的专门研究表明，新生代80%的对象都是“朝生夕死”的）。
可以使用选项-Xmn设置新生代最大内存大小（这个参数一般使用默认值就好了）。

/*** -Xms600m -Xmx600m** -XX:NewRatio ： 设置新生代与老年代的比例。默认值是2.* -XX:SurvivorRatio ：设置新生代中Eden区与Survivor区的比例。默认值是8* -XX:-UseAdaptiveSizePolicy ：关闭自适应的内存分配策略 '-'关闭,'+'打开  （暂时用不到）* -Xmn:设置新生代的空间的大小。 （一般不设置）**/
public class EdenSurvivorTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("我只是来打个酱油~");try {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

3.5 图解对象分配过程

3.5.1 一般过程

为新对象分配内存是件非常严谨和复杂的任务，JVM的设计者们不仅需要考虑内存如何分配、在哪里分配的问题，并且由于内存分配算法与内存回收算法密切相关，所以还需要考虑GC执行完内存回收后是否会在内存空间中产生内存碎片。

new的对象先放伊甸园区。此区有大小限制。
当伊甸园的空间填满时，程序又需要创建对象，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区进行垃圾回收（Minor GC),将伊甸园区中的不再被其他对象所引用的对象进行销毁。再加载新的对象放到伊甸园区。
然后将伊甸园中的剩余对象移动到幸存者0区。
如果再次触发垃圾回收，此时上次幸存下来的放到幸存者0区的，如果没有回收，就会放到幸存者1区。
如果再次经历垃圾回收，此时会重新放回幸存者0区，接着再去幸存者1区。
啥时候能去养老区呢？可以设置次数。默认是15次。
可以设置参数：-XX:MaxTenuringThreshold=< N >进行设置。

在养老区，相对悠闲。当老年区内存不足时，再次触发GC：Major GC，进行养老区的内存清理。
若养老区执行了Major GC之后发现依然无法进行对象的保存，就会产生OOM异常。

总结：

伊甸园区满了之后会触发垃圾回收，JVM的垃圾回收器将对伊甸园区和幸存者区进行垃圾回收。

幸存者区满了不会触发垃圾回收。

关于垃圾回收：频繁在新生区收集，很少在养老区收集，几乎不在永久区/元空间收集。

针对幸存者s0,s1区：复制之后有交换，谁空谁是to。

3.5.2 特殊过程

3.5.3 代码举例

public class HeapInstanceTest {byte[] buffer = new byte[new Random().nextInt(1024 * 200)];public static void main(String[] args) {ArrayList<HeapInstanceTest> list = new ArrayList<HeapInstanceTest>();while (true) {list.add(new HeapInstanceTest());try {Thread.sleep(10);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}
}

3.5.4 常用调优工具

JDK命令行
Eclipse：Memory Analyzer Tool
Jconsole
VisualVM
Jprofiler
Java Flight Recorder
GCViewer
GC Easy

3.6 Minor GC、Major GC、Full GC

JVM在进行GC时，并非每次都针对上面三个内存区域（新生代、老年代、方法区）一起回收的，大部分时候回收都是指新生代。

针对hotSpot VM的实现，它里面的GC按照回收区域又分为两大种类型：一种是部分收集（Partial GC），一种是整堆收集（Full GC）

部分收集：不是完整收集整个Java堆的垃圾收集。其中又分为：
1.1 新生代收集（Minor GC/Young GC）：只是新生代的垃圾收集。
1.2 老年代收集（Major GC/Old GC）：只是老年代的垃圾收集。
目前，只有CMS GC会有单独收集老年代的行为。
注意，很多时候Major GC 会和 Full GC混淆使用，需要具体分辨是老年代回收还是整堆回收
1.3 混合收集（Mixed GC）：收集整个新生代以及部分老年代的垃圾收集。目前，只有G1 GC会有这种行为。
整堆收集（Full GC）：收集整个java堆和方法区的垃圾收集。

年轻代GC（Minor GC）触发机制：
当年轻代空间不足时，就会触发Minor GC，这里的年轻代满指的是Eden代满，Survivor满不会引发GC。(每次Minor GC会清理年轻代的内存，Survivor是被动GC，不会主动GC)。
因为Java队形大多都具备朝生夕灭的特性，所以Monor GC 非常频繁，一般回收速度也比较快，这一定义既清晰又利于理解。
Minor GC 会引发STW（Stop the World），暂停其他用户的线程，等垃圾回收结束，用户线程才恢复运行。
老年代GC(Major GC/Full GC)触发机制
指发生在老年代的GC,对象从老年代消失时，Major GC 或者 Full GC 发生了。
出现了Major GC，经常会伴随至少一次的Minor GC（不是绝对的，在Parallel Scavenge 收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程）。也就是老年代空间不足时，会先尝试触发Minor GC。如果之后空间还不足，则触发Major GC
Major GC速度一般会比Minor GC慢10倍以上，STW时间更长。
如果Major GC后，内存还不足，就报OOM了。
Full GC触发机制
触发Full GC执行的情况有以下五种
①调用System.gc()时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行。
②老年代空间不足。
③方法区空间不足。
④通过Minor GC后进入老年代的平均大小小于老年代的可用内存。
⑤由Eden区，Survivor S0（from）区向S1（to）区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小。
说明：Full GC 是开发或调优中尽量要避免的，这样暂停时间会短一些。
测试MinorGC、MajorGC、FullGC

/** 测试GC分代回收* 测试MinorGC 、 MajorGC、FullGC* -Xms9m -Xmx9m -XX:+PrintGCDetails*/
public class GCTest {public static void main(String[] args) {int i = 0;try {List<String> list = new ArrayList<>();String a = "testGC";while (true) {list.add(a);a = a + a;i++;}} catch (Throwable t) {t.printStackTrace();System.out.println("遍历次数为：" + i);}}
}

//输出
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2676K->320K(3072K), 0.0039602 secs] 2676K->986K(9920K), 0.0055125 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 2513K->0K(3072K), 0.0021158 secs] 3180K->2119K(9920K), 0.0021488 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 1629K->1K(3072K), 0.0018655 secs] 3747K->3655K(9920K), 0.0018931 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 1550K->2K(3072K), 0.0015174 secs] 5204K->5192K(9920K), 0.0015447 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 1653K->3K(3072K), 0.0015213 secs] 6843K->6729K(9920K), 0.0015485 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[GC (Allocation Failure) [DefNew: 1546K->1546K(3072K), 0.0000205 secs][Tenured: 6726K->5193K(6848K), 0.0026862 secs] 8273K->5193K(9920K), [Metaspace: 2224K->2224K(4480K)], 0.0031900 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
[Full GC (Allocation Failure) [Tenured: 5193K->5177K(6848K), 0.0025611 secs] 5193K->5177K(9920K), [Metaspace: 2224K->2224K(4480K)], 0.0025902 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
遍历次数为：17
Heapdef new generation   total 3072K, used 97K [0x04c00000, 0x04f50000, 0x04f50000)eden space 2752K,   3% used [0x04c00000, 0x04c186a0, 0x04eb0000)from space 320K,   0% used [0x04f00000, 0x04f00000, 0x04f50000)to   space 320K,   0% used [0x04eb0000, 0x04eb0000, 0x04f00000)tenured generation   total 6848K, used 5177K [0x04f50000, 0x05600000, 0x05600000)the space 6848K,  75% used [0x04f50000, 0x0545e710, 0x0545e800, 0x05600000)Metaspace       used 2261K, capacity 2320K, committed 2368K, reserved 4480K
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3332)at java.lang.AbstractStringBuilder.ensureCapacityInternal(AbstractStringBuilder.java:124)at java.lang.AbstractStringBuilder.append(AbstractStringBuilder.java:448)at java.lang.StringBuilder.append(StringBuilder.java:136)at GCTest.main(GCTest.java:16)

3.7 堆空间分代思想

为什么要把Java堆分代？不分代就不能正常工作了么？

经研究，不同对象的生命周期不同。70%-99%的对象都是临时对像。
1.新生代：有Eden、Survivor构成（s0/s1 又称为from/to），to总为空。
2.老年代：存放新生代中经历多次依然存活的对象。
3.其实不分代完全可以，分代的唯一理由就是==优化GC性能。==如果没有分代，那所有的对象都在一块，就如同把一个学校的人都关在一个教室。GC的时候要找到哪些对象没用，这样就会对堆的所有区域进行扫描，而很多对象都是朝生夕死的，如果分代的话，把新创建的对象放到某一地方，当GC的时候先把这块存储“朝生夕死”对象的区域进行回收，这样就会腾出很大的空间出来。

3.8 内存分配策略

如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后依然存活，并且能被Survivor容纳的话，将被移动到Survivor空间中，把那个将对象年龄设为1，对象在Survivor区中每熬过一次MinorGC，年龄就增加一岁，当它的年龄增加到一定程度（默认15岁，其实每个JVM、每个GC都有所不同）时，就会被晋升到老年代中。
对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过选项 -XX：MaxTenuringThreshold来设置

针对不同年龄段的对象分配原则如下：

优先分配到Eden。
大对象直接分配到老年代。
尽量避免程序中出现过多的大对象。
长期存活的对象分配到老年代。
动态对象年龄判断：
如果Survivor区中相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象可以直接进入到老年代。无需等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。
空间分配担保
-XX: HandlePromotionFailure

代码示例：

分配60m堆空间，新生代 20m ，Eden 16m， s0 2m， s1 2m，buffer对象20m，Eden 区无法存放buffer，直接晋升老年代。

/** 测试：大对象直接进入老年代* -Xms60m -Xmx60m -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+PrintGCDetails*/
public class YoungOldAreaTest {// 新生代 20m ，Eden 16m， s0 2m， s1 2m// 老年代 40mpublic static void main(String[] args) {//Eden 区无法存放buffer  晋升老年代byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 20];//20m}
}

3.9 TLAB（Thread Local Allocation Buffer）

为什么有TLAB（Thread Local Allocation Buffer）？

堆区是线程共享区域，任何线程都可以访问到堆区中的共享数据。
由于对象实例的创建在JVM中非常频繁，因此在并发环境下从堆区中划分内存空间是线程不安全的。
为避免多个线程操作同一地址，需要使用加锁等机制，进而影响分配速度。

什么是TLAB？

从内存模型而不是垃圾收集的角度，对Eden区域继续进行划分，JVM为每个线程分配了一个私有缓存区域，它包含在Eden空间内。
多线程同时分配内存时，使用TLAB可以避免一系列的非线程安全问题，同时还能够提升内存分配的吞吐量，因此我们可以将这种内存分配方式称之为快速分配策略。
所有OpenJDK衍生出来的JVM都提供了TLAB的设计

说明：

尽管不是所有的对象实例都能够在TLAB中成功分配内存，但JVM确实是将TLAB作为内存分配的首选。
在程序中，开发人员可以通过选项“-XX:UseTLAB“ 设置是否开启TLAB空间。
默认情况下，TLAB空间的内存非常小，仅占有整个EDen空间的1%，当然我们可以通过选项 ”-XX:TLABWasteTargetPercent“ 设置TLAB空间所占用Eden空间的百分比大小。
一旦对象在TLAB空间分配内存失败时，JVM就会尝试着通过使用加锁机制确保数据操作的原子性，从而直接在Eden空间中分配了内存。

测试：

终端输入 jsp，查看TLABArgsTest进程id
jinfo -flag UseTLAB 20536（进程id），输出-XX:+UseTLAB，证明TLAB默认是开启的

/*** 测试-XX:UseTLAB参数是否开启的情况:默认情况是开启的*/
public class TLABArgsTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("我只是来打个酱油~");try {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

TLAB对象分配过程：

3.10 小结堆空间的参数设置

-XX:PrintFlagsInitial: 查看所有参数的默认初始值
-XX:PrintFlagsFinal：查看所有的参数的最终值（可能会存在修改，不再是初始值）
具体查看某个参数的指令：
jps：查看当前运行中的进程
jinfo -flag SurvivorRatio 进程id：查看新生代中Eden和S0/S1空间的比例。
-Xms: 初始堆空间内存（默认为物理内存的1/64）
-Xmx: 最大堆空间内存（默认为物理内存的1/4）
-Xmn: 设置新生代大小（初始值及最大值）
-XX:NewRatio: 配置新生代与老年代在堆结构的占比
-XX:SurvivorRatio：设置新生代中Eden和S0/S1空间的比例
-XX:MaxTenuringThreshold：设置新生代垃圾的最大年龄(默认15)
-XX:+PrintGCDetails：输出详细的GC处理日志
打印gc简要信息：① -XX:+PrintGC ② -verbose:gc
-XX:HandlePromotionFailure：是否设置空间分配担保

说明：
在发生Minor GC之前，虚拟机会检查老年代最大可用的连续空间是否大于新生代所有对象的总空间。

如果大于，则此次Minor GC是安全的
如果小于，则虚拟机会查看-XX:HandlePromotionFailure设置值是否允许担保失败。（JDK 7以后的规则HandlePromotionFailure可以认为就是true）
如果HandlePromotionFailure=true,那么会继续检查老年代最大可用连续空间是否大于历次晋升到老年代的对象的平均大小。
√如果大于，则尝试进行一次Minor GC,但这次Minor GC依然是有风险的；
√如果小于，则改为进行一次Full GC。
如果HandlePromotionFailure=false,则改为进行一次Fu11 GC。
在JDK6 Update24之后（JDK7），HandlePromotionFailure参数不会再影响到虚拟机的空间分配担保策略，观察openJDK中的源码变化，虽然源码中还定义了HandlePromotionFailure参数，但是在代码中已经不会再使用它。JDK6 Update24之后的规则变为只要老年代的连续空间大于新生代对象总大小或者历次晋升的平均大小就会进行Minor GC,否则将进行Full GC。

3.11 堆是分配对象的唯一选择么?（不是）

在《深入理解Java虚拟机》中关于Java堆内存有这样一段描述：
随着JIT编译期的发展与逃逸分析技术逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化，所有的对象都分配到堆上也渐渐变得不那么“绝对”了。
在Java虚拟机中，对象是在Java堆中分配内存的，这是一个普遍的常识。但是，有一种特殊情况，那就是如果经过逃逸分析（Escape Analysis)后发现，一个对象并没有逃逸出方法的话，那么就可能被优化成栈上分配。这样就无需在堆上分配内存，也无须进行垃圾回收了。这也是最常见的堆外存储技术。
此外，前面提到的基于OpenJDK深度定制的TaoBaoVM,其中创新的GCIH(GCinvisible heap)技术实现off-heap,将生命周期较长的Java对象从heap中移至heap外，并且GC不能管理GCIH内部的Java对象，以此达到降低GC的回收频率和提升GC的回收效率的目的。

3.11.1 逃逸分析概述

如何将堆上的对象分配到栈，需要使用逃逸分析手段。
这是一种可以有效减少Java程序中同步负载和内存堆分配压力的跨函数全局数据流分析算法。
通过逃逸分析，Java Hotspot编译器能够分析出一个新的对象的引用的使用范围从而决定是否要将这个对象分配到堆上。
逃逸分析的基本行为就是分析对象动态作用域：
当一个对象在方法中被定义后，对象只在方法内部使用，则认为没有发生逃逸。
当一个对象在方法中被定义后，它被外部方法所引用，则认为发生逃逸。例如作为调用参数传递到其他地方中。

3.11.2 代码分析

没有发生逃逸的对象，则可以分配到栈上，随着方法执行的结束，栈空间就被移除。

public void method(){V v = new V();//use V//......v = null;
}

由于下述方法返回的sb在方法外被使用，发生了逃逸。

public static StringBuffer createStringBuffer(String s1,String s2){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(s1);sb.append(s2);return sb;
}

如果想要StringBuffer sb不逃出方法，可以这样写：

public static String createStringBuffer(String s1,String s2){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(s1);sb.append(s2);return sb.toString();
}

如何快速的判断是否发生了逃逸分析，就看new的对象实体是否有可能在方法外被调用。

/*** 逃逸分析**  如何快速的判断是否发生了逃逸分析，就看new的对象实体是否有可能在方法外被调用。*/
public class EscapeAnalysis {public EscapeAnalysis obj;/*方法返回EscapeAnalysis对象，发生逃逸*/public EscapeAnalysis getInstance(){return obj == null? new EscapeAnalysis() : obj;}/*为成员属性赋值，发生逃逸*/public void setObj(){this.obj = new EscapeAnalysis();}//思考：如果当前的obj引用声明为static的？仍然会发生逃逸。/*对象的作用域仅在当前方法中有效，没有发生逃逸*/public void useEscapeAnalysis(){EscapeAnalysis e = new EscapeAnalysis();}/*引用成员变量的值，发生逃逸*/public void useEscapeAnalysis1(){EscapeAnalysis e = getInstance();//getInstance().xxx()同样会发生逃逸}
}

3.11.3 参数设置

在JDK 6u23版本之后，HotSpot中默认就已经开启了逃逸分析。
如果使用了较早的版本，开发人员可以通过：
-XX:DoEscapeAnalysis 显式开启逃逸分析。
-XX:+PrintEscapeAnalysis查看逃逸分析的筛选结果。

结论：开发中能使用局部变量的，就不要使用在方法外定义。

3.11.4 代码优化

使用逃逸分析，编译器可以对代码做如下优化：

栈上分配：将堆分配转化为栈分配。如果一个对象在子程序中被分配，要使指向该对象的指针永远不会逃逸，对象可能是栈分配的候选，而不是堆分配。
同步省略：如果一个对象被发现只能从一个线程被访问到，那么对于这个对象的操作可以不考虑同步。
分离对象或标量替换：有的对象可能不需要作为一个连续的内存结构存在也可以被访问到，那么对象的部分（或全部）可以不存储在内存，而是存储在CPU寄存器中。

栈上分配

JIT编译器在编译期间根据逃逸分析的结果，发现如果一个对象并没有逃逸出方法的话，就可能被优化成栈上分配。分配完成之后，继续在调用栈内执行，最后线程结束，栈空间被回收，局部变量对象也被回收。这样就无须进行垃圾回收了。

/*** 栈上分配测试* -Xmx1G -Xms1G -XX:-DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetails*/
public class StackAllocation {public static void main(String[] args) {long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000000; i++) {alloc();}// 查看执行时间long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("花费的时间为： " + (end - start) + " ms");// 为了方便查看堆内存中对象个数，线程sleeptry {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e1) {e1.printStackTrace();}}private static void alloc() {User user = new User();//未发生逃逸}static class User {}
}

同步省略

线程同步的代价是相当高的，同步的后果是降低并发性和性能。
在动态编译同步块的时候，JIT编译器可以借助逃逸分析来判断同步块所使用的锁对象是否只能够被一个线程访问而没有被发布到其他线程。如果没有，那么JIT编译器在编译这个同步块的时候就会取消对这部分代码的同步。这样就能大大提高并发性和性能。这个取消同步的过程就叫同步省略，也叫锁消除。

/*** 同步省略说明*/
public class SynchronizedTest {public void f() {Object hollis = new Object();synchronized(hollis) {System.out.println(hollis);}}//代码中对hollis这个对象进行加锁，但是hollis对象的生命周期只在f（）方法中//并不会被其他线程所访问控制，所以在JIT编译阶段就会被优化掉。//优化为 ↓public void f2() {Object hollis = new Object();System.out.println(hollis);}
}

分离对象或标量替换

标量Scalar是指一个无法在分解成更小的数据的数据。Java中的原始数据类型就是标量。
相对的，那些还可以分解的数据叫做聚合量(Aggregate)，Java中对象就是聚合量，因为它可以分解成其他聚合量和标量。
在JIT阶段，如果经过逃逸分析，发现一个对象不会被外界访问的话，那么经过JIT优化，就会把这个对象拆解成若干个其中包含的若干个成员变量来替代。这个过程就是标量替换。

public class ScalarTest {public static void main(String[] args) {alloc();   }public static void alloc(){Point point = new Point(1,2);}
}
class Point{private int x;private int y;public Point(int x,int y){this.x = x;this.y = y;}
}

以上代码，经过标量替换后，就会变成：

public static void alloc(){int x = 1;int y = 2;
}

可以看到，Point这个聚合量经过逃逸分析后，发现他并没有逃逸，就被替换成两个标量了。那么标量替换有什么好处呢？就是可以大大减少堆内存的占用。因为一旦不需要创建对象了，那么就不再需要分配堆内存了。
标量替换为栈上分配提供了很好的基础。

/*** 标量替换测试*  -Xmx100m -Xms100m -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGC -XX:-EliminateAllocations*/
public class ScalarReplace {public static class User {public int id;//标量（无法再分解成更小的数据）public String name;//聚合量（String还可以分解为char数组）}public static void alloc() {User u = new User();//未发生逃逸u.id = 5;u.name = "www.atguigu.com";}public static void main(String[] args) {long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 10000000; i++) {alloc();}long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("花费的时间为： " + (end - start) + " ms");}
}

3.11.5 逃逸分析小结

关于逃逸分析的论文在1999年就已经发表了，但直到JDK1.6才有实现，而且这项技术到如今也并不是十分成熟的。
其根本原因就是无法保证逃逸分析的性能消耗一定能高于他的消耗。虽然经过逃逸分析可以做标量替换、栈上分配、和锁消除。但是逃逸分析自身也是需要进行一系列复杂的分析的，这其实也是一个相对耗时的过程。
一个极端的例子，就是经过逃逸分析之后，发现没有一个对象是不逃逸的。那这个逃逸分析的过程就白白浪费掉了。
虽然这项技术并不十分成熟，但是它也是即时编译器优化技术中一个十分重要的手段。
注意到有一些观点，认为通过逃逸分析，JVM会在栈上分配那些不会逃逸的对象，这在理论上是可行的，但是取决于JVM设计者的选择。据我所知，Oracle HotspotJVM中并未这么做，这一点在逃逸分析相关的文档里已经说明，所以可以明确所有的对象实例都是创建在堆上。
目前很多书籍还是基于JDK7以前的版本，JDK已经发生了很大变化，intern字符串的缓存和静态变量曾经都被分配在永久代上，而永久代已经被元数据区取代。但是，intern字符串缓存和静态变量并不是被转移到元数据区，而是直接在堆上分配，所以这一点同样符合前面一点的结论：对象实例都是分配在堆上。

3.12 总结

年轻代是对象的诞生、成长、消亡的区域，一个对象在这里产生、应用、最后被垃圾回收器收集、结束生命。
老年代防止长生命周期对象，通常都是从Survivor区域筛选拷贝过来的Java对象。当然，也有特殊情况，我们知道普通的对象会被分配在TLAB上，如果对象较大，JVM会试图直接分配在Eden其他位置上；如果对象太大，完全无法在新生代找到足够长的连续空闲空间，JVM就会直接分配到老年代。
当GC只发生在年轻代中，回收年轻对象的行为被称为MinorGC。当GC发生在老年代时则被称为MajorGC或者FullGC。一般的，MinorGC的发生频率要比MajorGC高很多，即老年代中垃圾回收发生的频率大大低于年轻代。

4. 方法区

4.1 堆、栈、方法区的交互关系

堆、栈、方法区的交互关系：

4.2 方法区的基本理解

《Java虚拟机规范》中明确说明：‘尽管所有的方法区在逻辑上属于堆的一部分，但一些简单的实现可能不会选择去进行垃圾收集或者进行压缩。’但对于HotSpotJVM而言，方法区还有一个别名叫做Non-heap（非堆），目的就是要和堆分开。
所以，方法区可以看作是一块独立于Java堆的内存空间。
方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。
方法区在JVM启动时就会被创建，并且它的实际的物理内存空间中和Java堆区一样都可以是不连续的。
方法区的大小，跟堆空间一样，可以选择固定大小或者可拓展。
方法区的大小决定了系统可以保存多少个类，如果系统定义了太多的类，导致方法区溢出，虚拟机同样会抛出内存溢出错误：java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space 或者 java.lang,OutOfMemoryError:Metaspace
比如：
加载大量的第三方jar包；
Tomcat部署的工程过多；
大量动态生成反射类；
关闭JVM就会释放这个区域的内存。

//使用jvisualvm查看加载类的个数
public class MethodAreaDemo {public static void main(String[] args) {System.out.println("start...");try {Thread.sleep(1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println("end...");}
}

在jdk7及以前，习惯上把方法区称为永久代。
jdk8开始，使用元空间取代了永久代。
本质上，方法区和永久代并不等价。仅是对hotSpot而言的。《java虚拟机规范》对如何实现方法区，不做统一要求。例如：BEA JRockit/IBM J9中不存在永久代的概念。
现在看来，当年使用永久代，不是好的idea。导致Java程序更容易OOM(超过-XX:MaxPermSize上限)
在jdk8中，终于完全废弃了永久代的概念，改用与JRockit、J9一样在本地内存中实现的元空间（Metaspace）来代替。
元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代最大的区别在于：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。
永久代、元空间并不只是名字变了。内部结构也调整了。
根据《Java虚拟机规范》得规定，如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OOM异常。

4.3 设置方法区大小与OOM

方法区的大小不必是固定的，jvm可以根据应用的需要动态调整。

jdk7及以前：

通过-XX:PermSize来设置永久代初始分配空间。默认值是20.75M。
-XX:MaxPermSize来设定永久代最大可分配空间。32位机器默认是64M，64位机器模式是82M。
当JVM加载的类信息容量超过了这个值，会报异常OutOfMemoryError:PermGen space。

jdk8及以后：

元数据区大小可以使用参数-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize指定，替代上述原有的两个参数。
默认值依赖于平台：
windows下，-XX：MetaspaceSize是21M，-XX：MaxMetaspaceSize的值是-1（即没有限制）。
与永久代不同，如果不指定大小，默认情况下，虚拟机会耗尽所有的可用系统内存。如果元数据区发生溢出，虚拟机一样会拋出异常OutOfMemoryError： Metaspace。
一个64位的服务器端JVM来说，其默认的-XX ：MetaspaceSize值为21MB。这就是初始的高水位线，一旦触及这个水位线，Full GC将会被触发并卸载没用的类（即这些类对应的类加载器不再存活），然后这个高水位线将会重置。新的高水位线的值取决于GC后释放了多少元空间。如果释放的空间不足，那么在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。如果释放空间过多，则适当降低该值。
如果初始化的高水位线设置过低，上述高水位线调整情况会发生很多次。通过垃圾回收器的日志可以观察到Full GC多次调用。为了避免频繁地GC，建议将-XX：MetaspaceSize设置为一个相对较高的值。

jdk7及以前：

查询 jps -> jinfo -flag PermSize [进程id]

-XX:PermSize=100m -XX:MaxPermSize=100m

jdk8及以后：

查询 jps -> jinfo -flag MetaspaceSize [进程id]

-XX:MetaspaceSize=100m -XX:MaxMetaspaceSize=100m

如何解决OOM

要解决OOM异常或heap space的异常，一般的手段是首先通过内存映像分析工具（如Eclipse Memory Analyzer）对dump出来的堆转储快照进行分析，重点是确认内存中的对象是否是必要的，也就是要先分清楚到底是出现了内存泄漏（Memory
Leak）还是内存溢出（Memory 0verflow）。
如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots 的引用链。于是就能找到泄漏对象是通过怎样的路径与GC Roots相关联并导致垃圾收集器无法自动回收它们的。掌握了泄漏对象的类型信息，以及GC Roots引用链的信息，就可以比较准确地定位出泄漏代码的位置。
如果不存在内存泄漏，换句话说就是内存中的对象确实都还必须存活着，那就应当检查虚拟机的堆参数（一Xmx与一Xms），与机器物理内存对比看是否还可以调大，从代码上检查是否存在某些对象生命周期过长、持有状态时间过长的情况，尝试减少程序运行期的内存消耗。

4.4 方法区的内部结构

《深入理解Java虚拟机》书中对方法区存储内容描述如下：它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等。

类型信息
对每个加载的类型（类class、接口interface、枚举enum、注解annotation），JVM必须在方法区中存储以下类型信息：

①这个类型的完整有效名称（全名=包名.类名）
②这个类型直接父类的完整有效名（对于interface或是java. lang.Object，都没有父类）
③这个类型的修饰符（public， abstract， final的某个子集）
④这个类型直接接口的一个有序列表

域信息（成员变量）

JVM必须在方法区中保存类型的所有域的相关信息以及域的声明顺序。
域的相关信息包括：域名称、域类型、域修饰符（public， private，protected， static， final， volatile， transient的某个子集）

方法信息
JVM必须保存所有方法的以下信息，同域信息一样包括声明顺序：

方法名称
方法的返回类型（或void）
方法参数的数量和类型（按顺序）
方法的修饰符（public， private， protected， static， final，
synchronized， native ， abstract的一个子集）
方法的字节码（bytecodes）、操作数栈、局部变量表及大小（ abstract和native 方法除外）
异常表（ abstract和native方法除外）
每个异常处理的开始位置、结束位置、代码处理在程序计数器中的偏移地址、被捕获的异常类的常量池索引。

non-final的类变量

静态变量和类关联在一起，随着类的加载而加载，他们成为类数据在逻辑上的一部分。
类变量被类的所有实例所共享，即使没有类实例你也可以访问它。

public class MethodAreaTest {public static void main(String[] args) {Order order = null;order.hello();  //一样可以访问，不会报空指针异常System.out.println(order.count); //一样可以访问，不会报空指针异常}
}class Order {public static int count = 1;public static final int number = 2;public static void hello() {System.out.println("hello!");}
}

全局常量 static final
被声明为final的类变量的处理方法则不同，每个全局常量在编译的时候就被分配了。

/*代码解析
Order.class字节码文件，右键Open in Teminal打开控制台，使用javap -v -p Order.class > tst.txt 将字节码文件反编译并输出为txt文件,可以看到"被声明为static final的常量number在编译的时候就被赋值了，这不同于没有被final修饰的static变量count是在类加载的准备阶段被赋值*/
class Order {public static int count = 1;public static final int number = 2;public static void hello() {System.out.println("hello!");}
}

字节码文件反编译文件截图如下所示：

4.5 运行时常量池

4.5.1 运行时常量池 VS 常量池

方法区，内部包含了运行时常量池。
字节码文件，内部包含了常量池。
要弄清楚方法区，需要理解清楚ClassFile，因为加载类的信息都在方法区。
要搞清楚方法区的运行时常量池，需要理解清楚ClassFile中的常量池。
一个有效的字节码文件中除了包含类的版本信息、字段、方法以及接口等描述信息外，还包含一项信息那就是常量池表（Constant Pool Table），包括各种字面量和对类型、域和方法的符号引用。

为什么需要常量池？

一个 java 源文件中的类、接口，编译后产生一个字节码文件。而 Java 中的字节码需要数据支持，通常这种数据会很大以至于不能直接存到字节码里，换另一种方式，可以存到常量池，这个字节码包含了指向常量池的引用。在动态链接的时候会用到运行时常量池。
比如如下代码：
虽然只有 194 字节，但是里面却使用了 String、System、PrintStream 及 Object 等结构。这里代码量其实已经很小了。如果代码多，引用到的结构会更多！这里就需要常量池了。

Public class Simpleclass {public void sayhelloo() {System.out.Println (hello) }
}

几种在常量池内存储的数据类型包括：

数量值
字符串值
类引用
字段引用
方法引用

小结：

常量池，可以看做是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名，方法名，参数类型、字面量等信息。

4.5.2 运行时常量池

运行时常量池（ Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。
常量池表（Constant Pool Table）是Class文件的一部分，用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，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。
运行时常量池，在加载类和接口到虚拟机后，就会创建对应的运行时常量池。
JVM为每个已加载的类型（类或接口）都维护一个常量池。池中的数据项像数组项一样，是通过索引访问的。
运行时常量池中包含多种不同的常量，包括编译期就已经明确的数值字面量，也包括到运行期解析后才能够获得的方法或者字段引用。此时不再是常量池中的符号地址了，这里换为真实地址。
运行时常量池，相对于Class文件常量池的另一重要特征是：具备动态性。
运行时常量池类似于传统编程语言中的符号表（symbol table），但是它所包含的数据却比符号表要更加丰富一些。
当创建类或接口的运行时常量池时，如果构造运行时常量池所需的内存空间超过了方法区所能提供的最大值，则JVM会抛OutOfMemoryError异常。

4.6 方法区的使用举例

public class MethodAreaDemo {public static void main(String[] args) {int x = 500;int y = 100;int a = x / y;int b = 50;System.out.println(a + b);}
}

main方法的字节码指令：

 0 sipush 5003 istore_14 bipush 1006 istore_27 iload_18 iload_29 idiv
10 istore_3
11 bipush 50
13 istore 4
15 getstatic #2 <java/lang/System.out>
18 iload_3
19 iload 4
21 iadd
22 invokevirtual #3 <java/io/PrintStream.println>
25 return

4.7 方法区的演进细节

首先明确：只有HotSpot才有永久代。
BEA JRockit、IBM J9等来说，是不存在永久代的概念的。原则上如何实现方法区属于虛拟机实现细节，不受《Java虚拟机规范》管束，并不要求统一。
Hotspot中方法区的变化：
jdk1.6及之前：有永久代（permanent generation），静态变量存放在永久代上。
jdk1.7：有永久代，但已经逐步“去永久代”，字符串常量池、静态变量移除，保存在堆中。
jdk1.8及之后：无永久代，类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间，但字符串常量池、静态变量仍在堆

4.7.1 永久代为什么要被元空间替换？

随着Java8的到来，HotSpot VM中再也见不到永久代了。但是这并不意味着类的元数据信息也消失了。这些数据被移到了一个与堆不相连的本地内存区域，这个区域叫做元空间（ Metaspace ）。
由于类的元数据分配在本地内存中，元空间的最大可分配空间就是系统可用内存空间。
这项改动是很有必要的，原因有：
1）为永久代设置空间大小是很难确定的。
在某些场景下，如果动态加载类过多，容易产生Perm区的OOM。比如某个实际Web工程中，因为功能点比较多，在运行过程中，要不断动态加载很多类，经常出现致命错误。
“Exception in thread’ dubbo client x.x connector’java.lang.OutOfMemoryError： PermGenspace”
而元空间和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。
2）对永久代进行调优是很困难的。

4.7.2 StringTable 为什么要调整？

jdk7中将StringTable放到了堆空间中。因为永久代的回收效率很低，在full gc的时候才会触发。而full GC 是老年代的空间不足、永久代不足时才会触发。这就导致了StringTable回收效率不高。而我们开发中会有大量的字符串被创建，回收效率低，导致永久代内存不足。放到堆里，能及时回收内存.

4.7.3 如何证明静态变量存在哪？

/*** 《深入理解Java虚拟机》中的案例：* staticObj、instanceObj、localObj存放在哪里？*/
public class StaticObjTest {static class Test {static ObjectHolder staticObj = new ObjectHolder();  ObjectHolder instanceObj = new ObjectHolder();  void foo() {ObjectHolder localObj = new ObjectHolder();System.out.println("done");}}private static class ObjectHolder {}public static void main(String[] args) {Test test = new StaticObjTest.Test();test.foo();}
}

staticObj随着Test的类型信息存放在方法区，instance0bj 随着Test的对象实例存放在Java堆，localobject则是存放在foo（）方法栈帧的局部变量表中。

测试发现：三个对象的数据在内存中的地址都落在Eden区范围内，所以结论：只要是对象实例必然会在Java堆中分配。
接着，找到了一个引用该staticObj对象的地方，是在一个java. lang . Class的实例里，并且给出了这个实例的地址，通过Inspector查看该对象实例，可以清楚看到这确实是一个
java.lang.Class类型的对象实例，里面有一个名为staticObj的实例字段：
从《Java 虛拟机规范》所定义的概念模型来看，所有 Class 相关的信息都应该存放在方法区之中，但方法区该如何实现，《Java 虚拟机规范》并未做出规定，这就成了一件允许不同虚拟机自己灵活把握的事情。JDK7 及其以后版本的 Hotspot 虚拟机选择把静态变量与类型在 Java 语言一端的映射 C1ass 对象存放在一起，存储于Java 堆之中，从我们的实验中也明确验证了这一点。

4.8 方法区的垃圾回收

有些人认为方法区（如Hotspot虚拟机中的元空间或者永久代）是没有垃圾收集行为的，其实不然。《Java 虚拟机规范》对方法区的约束是非常宽松的，提到过可以不要求虚拟机在方法区中实现垃圾收集。事实上也确实有未实现或未能完整实现方法区类型卸载的收集器存在（如 JDK11 时期的 ZGC 收集器就不支持类卸载）。
一般来说==这个区域的回收效果比较难令人满意，尤其是类型的卸载，条件相当苛刻。==但是这部分区域的回收有时又确实是必要的。以前 Sun 公司的 Bug 列表中，曾出现过的若干个严重的 Bug 就是由于低版本的 Hotspot 虚拟机对此区域未完全回收而导致内存泄漏。
方法区的垃圾收集主要回收两部分内容：常量池中废奔的常量和不再使用的类型。
先来说说方法区内常量池之中主要存放的两大类常量：字面量和符号引用。
字面量比较接近Java语言层次的常量概念，如文本字符串、被声明为final的常量值等。而符号引用则属于编译原理方面的概念，包括下面三类常量：
1、类和接口的全限定名
2、字段的名称和描述符
3、方法的名称和描述符
HotSpot虚拟机对常量池的回收策略是很明确的，只要常量池中的常量没有被任何地方引用，就可以被回收。
回收废弃常量与回收Java堆中的对象非常类似。
判定一个常量是否“废弃”还是相对简单，而要判定一个类型是否属于“不再被使用的类”的条件就比较苛刻了。需要同时满足下面三个条件：
1）该类所有的实例都已经被回收，也就是Java堆中不存在该类及其任何派生子类的实例。
2）加载该类的类加载器已经被回收，这个条件除非是经过精心设计的可替换类加载器的场景，如OSGi、JSP的重加载等，否则通常是很难达成的。
3）该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。
Java虛拟机被允许对满足上述三个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是“被允许”，而并不是和对象一样，没有引用了就必然会回收。关于是否要对类型进行回收，HotSpot虚拟机提供了-Xnoclassgc 参数进行控制，还可以使用-verbose：class以及-XX： +TraceClass-Loading、-XX：+TraceClassUnLoading查看类加载和卸载信息。
在大量使用反射、动态代理、CGLib等字节码框架，动态生成JSP以及OSGi这类频繁自定义类加载器的场景中，通常都需要Java虚拟机具备类型卸载的能力，以保证不会对方法区造成过大的内存压力。

4.9 总结

4.10 面试题

百度
三面：说一下JVM内存模型吧，有哪些区？分别干什么的？
蚂蚁金服：
Java8的内存分代改进
JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？
一面： JVM内存分布/内存结构？栈和堆的区别？堆的结构？为什么两个survivor区？
二面： Eden和Survior的比例分配
小米：
jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代
字节跳动：
二面： Java的内存分区
二面：讲讲jvm运行时数据库区
什么时候对象会进入老年代？
京东：
JVM的内存结构，Eden和Survivor比例。
JVM内存为什么要分成新生代，老年代，持久代。新生代中为什么要分为Eden和Survivor。
天猫：
一面： Jvm内存模型以及分区，需要详细到每个区放什么。
一面： JVM的内存模型，Java8做了什么修改
拼多多：
JVM内存分哪几个区，每个区的作用是什么？
美团：
java内存分配
jvm的永久代中会发生垃圾回收吗？
一面： jvm内存分区，为什么要有新生代和老年代？

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