来自于《深入理解java虚拟机》，进行概括总结。
一、几种java虚拟机：classic、hotSpot、JRockit。
了解即可，最重要的是hotSpot虚拟机：是Sun JDK和OpenJDK所带的虚拟机。
二、自动化内存管理机制。
2.1 内存区域：
2.1.1运行时数据区
五大区域：
线程私有区：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。
线程共享区：方法区、堆。
程序计数器：线程所执行字节码的行号指示器。指向哪里，就运行哪里。占用内存很小，唯一不会产生OutOfMemoryError的区域。
虚拟机栈：方法执行过程中，存储和操作栈帧，栈帧存储了：局部变量表，操作数栈等。其中局部变量表可看成我们常说的堆栈中的栈，存放编译器可知的基本数据类型、引用类型的指针，所占区域大小编译器就已经知道并且固定了，不会更改。如果栈帧太多了，比如递归调用，就会抛stackOverFlowError错误。
本地方法栈：本地方法栈和虚拟机栈类似，只不过本地栈针对时执行native方法的，其他都一样。不过HotSpot虚拟机把本地方法栈和虚拟机栈合二为一了。
java堆：java堆时占用内存最大的一块区域。用来存放对象实例，是垃圾回收器管理的主要区域，比如如果垃圾回收器采用的是分代回收算法，那么这里就划分为新生代、年老代。因为是线程共享的，所以因为线程安全问题可能划分线程私有的分配缓冲区。-xms和-xmx就是控制java堆区域的。
方法区：用于存放已加载的类信息，常量，静态变量等公共的东西。有叫永久代的（permannent generation)，认为其保存的信息是永久的，但是比如hotspot虚拟机的gc就会堆这一块也进行gc回收，因为如果不对方法去进行回收，会产生内存泄露，比如String.intern()方法一直扩充字符串池，类卸载也会gc回收。
class文件的常量池在类加载后就是放入方法区的。
直接内存：除了上述5块之外，还有一个区域：或者堆外内存。比如nio的ByteBuffer.allowDirect()申请的内存就是直接内存，并不在java堆中，在某些场景就省去了java堆和native堆复制这一步，提供性能。这块区域默认的大小和-xmx一样大，也会报outofMemoryError。
2.1.2 对象创建和访问
对象创建：如果java堆内存是规整的，则是指针碰撞，如果不是规整的，则使用空闲列表记录可用的内存区域。内存是否规整取决于gc算法。
对象内存布局：对象头、实例数据、对齐填充。
对象头：hashcode、分代年龄等。
实例数据：对象的正常数据。
对齐填充：占位符的作用，保证对象大小是8的整数倍。
对象访问：1、句柄：局部变量表中存储句柄的地址，句柄中存储实际对象的地址。这样，对象地址变了，局部变量记录的地址不需要变。2、直接指针：直接存储对象的地址。访问比句柄快。
2.2 垃圾收集器
2.2.1哪些内存需要回收：标记需要回收的内存：
1.引用计数法： 对象存在一个引用，则引用计数+1，引用失效，则-1。
缺点：对于循环引用，无法进行回收。现在主流的jvm都不采用这个算法，比如hotspot。
2.可达性分析法：从一系列GC Roots，树形遍历，对象到GC Roots没有任何引用链的，则认为不可达，可进行回收。现在一般都是采用这个算法。
强引用、软引用、弱引用、虚引用: 对于有一些引用，食之无味，弃之可惜，内存紧张，则回收，内存不紧张则不回收，比如缓存的场景。所以出现了强引用、软引用、弱引用、虚引用、
强引用：Object o = new Object，这种只要有引用，则gc不能进行回收的。
软引用：内存在将要发生内存溢出的时候，才进行回收。SoftReference类实现了软引用。
弱引用：比软引用更弱，这种引用关联的对象，只要进行垃圾回收，就会回收。WeakReference类实现了弱引用。
虚引用：对象的回收与否不会收到虚引用的影响，也无法通过虚引用取得对象，虚引用关联的目的是gc回收的时候收到一个通知。PhantomReference类实现了虚引用。
finalize方法：Object方法的finalize方法是说gc回收的时候会调用，但是gc回收的时候并不会马上调用，会将其放入F-Quene队列中，一个一个执行，而且并不保证一定会执行，为了保证性能，可能gc回收完了finalize还没有执行。finalize中可以refer=this这样重新拯救对象。finalize方法最好不用，这是为了c/c++人的习惯弄出来的。
方法区的回收：方法区回收频率特别低，而且回收的内存很少。主要回收废弃的常量和卸载的类，废弃的常量：任何地方都没有引用这个常量。卸载的类：实例被回收，classloader被回收，class对象没有任何地方引用。方法区的回收很有必要：比如，热部署，动态代理需要jvm具有类卸载的功能。
2.2.1垃圾回收算法
1.标记清楚法：可达性分析标记内存，之后直接清除内存。
缺点：产生内存碎片。需要一个一个遍历清楚内存，效率低。
2、复制算法：内存分成两块，一块进行是使用，回收的时候，把存活的对象移入另一块，解决了内存碎片的问题。
缺点：内存利用率低，内存被分成了两块。存活对象多时，复制效率低。
3.标记整理算法：和标记清楚算法差不多，只不过在标记后，进行了整理，将存活的对象移动整理，之后对回收的一大块内存直接回收。
4.分代收集算法：将内存分成新生代和年老代。各个代使用不同的算法，比如：新生代使用复制算法，老年代使用标记整理算法。
2.2.2 垃圾回收器
有很多种垃圾回收器：
具有线相连说明可以合作使用
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serial：单线程，gc运行的时候停止用户线程。新生代使用复制算法，年老代使用标记整理算法。
parNew：在serial的基础上，将单线程改成多线程。cms可以和其合作使用，所以其价值显得大一些。新生代使用复制算法，年老代使用标记整理算法。
paraller Scavenge: parNew关注的缩短用户线程停顿时间，paraller关注的是，吞吐量可控，吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间）,paraller提供参数控制吞吐量，也就是说可以控制停顿时间，但是停顿时间越少，则说明回收的内存少，则回收的频率会更高，paraller关注吞吐量，所以适合和交互性不高的场景。paraller有一个自适应jvm配置参数：useAdaptiveSizePolicy，会自适应调整eden、survivor、晋升年老代年龄、吞吐量等参数。年轻代使用复制算法，年老代使用标记整理算法。
serial old：serial在年老代收集。
parraller old：parraller在年老代的版本。
cms收集器：以缩短停顿时间为目的，适合bs系统，基于标记-清除算法。回收分四个阶段：初始标记-》并发标记-》重新标记->并发清除。
初始标记：会停顿用户线程，只标记GC roots直接关联的对象，很快。
并发标记：并发标记则启动多线程并发标记，同时，用户线程不停顿。
重新标记：多线程并发标记，停止用户线程，标记前一个阶段新产生的对象。。
并发清除：多线程并发清除标记对象。
cms回收阶段，只有占用时间少的部分停顿了用户线程：初始标记、重新标记。所以用户交互性很好，适合bs应用。
缺点：1.gc运行的时候，占用cpu，用户线程变慢。2.产生浮动垃圾，Concurrent Mode Failure导致Full Gc。3.标记清除算法产生内存碎片，出发Full gc。
浮动垃圾：并发清除的时候用户线程还在运行，会产生垃圾。
Concurrent Mode failure:gc回收的时候，使用复制算法，将eden和survivor区存活的对象放入to survivor区，而如果to survivor区空间不够，则需要年老代做担保，年老代不知道多少对象会存活，所以只能当成所有对象都存活，或者取平均值（hotspot就是取平均值），所以年老代会准备这些空间，如果不够则进行full gc。gc并发清除的时候，还需要预留gc程序的空间。
G1 收集器：技术最前沿的收集器，jdk1.9的默认收集器，适合bs系统。有以下特点：
并发与并行：多线程并行，几乎用户线程和gc线程并发执行。
分代收集：g1不需要和其他垃圾回收器配合，独立管理新生代和年老代。g1的新生代和年老代不是物理隔离，是一个个不连续独立区域（region)的集合。
空间整理：cms采用标记清除，g1采用标记整理算法。
可预测停顿：使用者明确指定，几毫秒内，gc占用的时间不能超过多少毫秒。g1会跟走各个reigion的回收价值大小（回收空间和花费时间的比值），根据允许的时间，回收价值更大的reigion。
g1和cms类似也有几个步骤：
初始阶段-》并发标记-》最终标记-》筛选回收。
总结：如果交互性高，追求低停顿，g1比较适合。如果交互性低，追求吞吐量，parallel比较适合。
2.3 内存分配和回收策略
内存分配和回收的一些细节和具体的jvm和gc参数有关。
对象优先在eden区分配：eden区内存不够，则出发Minor Gc，Gc的时候仍存活的对想移入to survivor区，to survivor区不够，则找老年代借用空间做担保。
大对象直接进入老年代：垃圾回收的时候，eden通过复制算法进行回收，为了避免大对象的复制，jvm会直接将大对象分配到老年代。
长期存活的对象进入老年代：eden区进行回收的时候，从ede区复制到survivor区，存活一次，则年龄+1，默认年龄为15岁的时候，则移入老年区。
动态对象年龄判定：survivor区相同年龄的总和大于survivor空间的一半，则年龄大于或等于该年龄的对象直接进入老年区。
空间分配担保：Minor Gc之前，虚拟机会检查老年代连续空闲空间是否大于新生代所有对象之和，如果不成立，检查老年代空闲空间是否大于每次进入老年代的平均大小，是，则，Minnor Gc，否则进行一次Full Gc回收老年代空间。因为必须保证老年代有空间来做担保。
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