一、JVM内存管理
一张图看看：
二、 五大内存区域
1 程序计数器
程序计数器是一块很小的内存空间，它是线程私有的，可以认作为当前线程的行号指示器。2 Java栈（虚拟机栈）
同计数器也为线程私有，生命周期与相同，就是我们平时说的栈，栈描述的是Java方法执行的内存模型。
每个方法被执行的时候都会创建一个栈帧用于存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法被调用的过程就对应一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
3 本地方法栈
本地方法栈是与虚拟机栈发挥的作用十分相似,区别是虚拟机栈执行的是Java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的native方法服务，可能底层调用的c或者c++,我们打开jdk安装目录可以看到也有很多用c编写的文件，可能就是native方法所调用的c代码。
4 堆
对于大多数应用来说，堆是java虚拟机管理内存最大的一块内存区域，因为堆存放的对象是线程共享的，所以多线程的时候也需要同步机制。
堆是 JVM 所管理的最大的一块内存空间，主要用于存放各种类的实例对象。 在 Java 中，堆被划分成两个不同的区域：新生代 ( Young )、老年代 ( Old )。新生代 ( Young ) 又被划分为三个区域：Eden、From Survivor、To Survivor。 这样划分的目的是为了使 JVM 能够更好的管理堆内存中的对象，包括内存的分配以及回收；
5 方法区
方法区同堆一样，是所有线程共享的内存区域，为了区分堆，又被称为非堆。
用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量，如static修饰的变量加载类的时候就被加载到方法区中。老版jdk，方法区也被称为永久代【因为没有强制要求方法区必须实现垃圾回收，HotSpot虚拟机以永久代来实现方法区，从而JVM的垃圾收集器可以像管理堆区一样管理这部分区域，从而不需要专门为这部分设计垃圾回收机制。不过自从JDK7之后，Hotspot虚拟机便将运行时常量池从永久代移除了。】jdk8真正开始废弃永久代，而使用元空间(Metaspace)
三、GC
1 垃圾收集算法
1.标记/清除算法【最基础】
2.复制算法
3.标记/整理算法
附：
jvm采用`分代收集算法`对不同区域采用不同的回收算法。
新生代采用复制算法
老年代采用标记/清除算法或标记/整理算法2 垃圾收集器
年轻代收集器
Serial、ParNew、Parallel Scavenge
老年代收集器
Serial Old、Parallel Old、CMS收集器
特殊收集器
G1收集器[新型，不在年轻、老年代范畴内]
2.1.新生代收集器
2.1.1 Serial
最基本、发展最久的收集器，在jdk3以前是gc收集器的唯一选择，Serial是单线程收集器，Serial收集器只能使用一条线程进行收集工作，在收集的时候必须得停掉其它线程，等待收集工作完成其它线程才可以继续工作。
2.1.2 ParNew收集器
可以认为是Serial的升级版，因为它支持多线程[GC线程]，而且收集算法、Stop The World、回收策略和Serial一样，就是可以有多个GC线程并发运行，它是HotSpot第一个真正意义实现并发的收集器。默认开启线程数和当前cpu数量相同【几核就是几个，超线程cpu的话就不清楚了 - -】，如果cpu核数很多不想用那么多，可以通过-XX:ParallelGCThreads来控制垃圾收集线程的数量。
2.1.3 Parallel Scavenge
采用复制算法的收集器，和ParNew一样支持多线程。
但是该收集器重点关心的是吞吐量【吞吐量 = 代码运行时间 / (代码运行时间 + 垃圾收集时间) 如果代码运行100min垃圾收集1min，则为99%】
对于用户界面，适合使用GC停顿时间短,不然因为卡顿导致交互界面卡顿将很影响用户体验。
对于后台 高吞吐量可以高效率的利用cpu尽快完成程序运算任务，适合后台运算
2.2老年代收集器
2.2.1 Serial Old
和新生代的Serial一样为单线程，Serial的老年代版本，不过它采用"标记-整理算法"，这个模式主要是给Client模式下的JVM使用。
如果是Server模式有两大用途
1.jdk5前和Parallel Scavenge搭配使用，jdk5前也只有这个老年代收集器可以和它搭配。
2.作为CMS收集器的后备。
2.2.2 Parallel Old
支持多线程，Parallel Scavenge的老年版本，jdk6开始出现， 采用"标记-整理算法"【老年代的收集器大都采用此算法】
在jdk6以前，新生代的Parallel Scavenge只能和Serial Old配合使用【根据图，没有这个的话只剩Serial Old，而Parallel Scavenge又不能和CMS配合使用】，而且Serial Old为单线程Server模式下会拖后腿【多核cpu下无法充分利用】，这种结合并不能让应用的吞吐量最大化。
2.2.3 CMS
CMS收集器(Concurrent Mark Sweep)是以一种获取最短回收停顿时间为目标的收集器。【重视响应，可以带来好的用户体验，被sun称为并发低停顿收集器】
启用CMS：-XX:+UseConcMarkSweepGC
正如其名，CMS采用的是"标记-清除"(Mark Sweep)算法，而且是支持并发(Concurrent)的
它的运作分为4个阶段
1.初始标记:标记一下GC Roots能直接关联到的对象，速度很快
2.并发标记:GC Roots Tarcing过程，即可达性分析 3.重新标记:为了修正因并发标记期间用户程序运作而产生变动的那一部分对象的标记记录，会有些许停顿，时间上一般 初始标记 < 重新标记 < 并发标记 4.并发清除 以上初始标记和重新标记需要stw(停掉其它运行java线程)
之所以说CMS的用户体验好，是因为CMS收集器的内存回收工作是可以和用户线程一起并发执行。
总体上CMS是款优秀的收集器，但是它也有些缺点。
1.cms堆cpu特别敏感，cms运行线程和应用程序并发执行需要多核cpu，如果cpu核数多的话可以发挥它并发执行的优势，但是cms默认配置启动的时候垃圾线程数为 (cpu数量+3)/4，它的性能很容易受cpu核数影响，当cpu的数目少的时候比如说为为2核，如果这个时候cpu运算压力比较大，还要分一半给cms运作，这可能会很大程度的影响到计算机性能。
2.cms无法处理浮动垃圾，可能导致Concurrent Mode Failure（并发模式故障）而触发full GC
3.由于cms是采用"标记-清除“算法,因此就会存在垃圾碎片的问题，为了解决这个问题cms提供了 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection选项，这个选项相当于一个开关【默认开启】，用于CMS顶不住要进行full GC时开启内存碎片合并，内存整理的过程是无法并发的，且开启这个选项会影响性能(比如停顿时间变长)
浮动垃圾:由于cms支持运行的时候用户线程也在运行，程序运行的时候会产生新的垃圾，这里产生的垃圾就是浮动垃圾，cms无法当次处理，得等下次才可以。
2.3 G1收集器
G1(garbage first:尽可能多收垃圾，避免full gc)收集器是当前最为前沿的收集器之一(1.7以后才开始有)，同cms一样也是关注降低延迟，是用于替代cms功能更为强大的新型收集器，因为它解决了cms产生空间碎片等一系列缺陷。
g1是区域化的，它将java堆内存划分为若干个大小相同的区域【region】，jvm可以设置每个region的大小(1-32m,大小得看堆内存大小，必须是2的幂),它会根据当前的堆内存分配合理的region大小。
g1通过并发(并行)标记阶段查找老年代存活对象，通过并行复制压缩存活对象【这样可以省出连续空间供大对象使用】。
g1将一组或多组区域中存活对象以增量并行的方式复制到不同区域进行压缩，从而减少堆碎片，目标是尽可能多回收堆空间【垃圾优先】，且尽可能不超出暂停目标以达到低延迟的目的。
g1提供三种垃圾回收模式 young gc、mixed gc 和 full gc,不像其它的收集器，根据区域而不是分代，新生代老年代的对象它都能回收。
3.Minor GC、Major GC、FULL GC、mixed gc
3.1 Minor GC
在年轻代
Young space(包括Eden区和Survivor区)中的垃圾回收称之为 Minor GC,Minor GC只会清理年轻代.
3.2 Major GC
Major GC清理老年代(old GC)，但是通常也可以指和Full GC是等价，因为收集老年代的时候往往也会伴随着升级年轻代，收集整个Java堆。所以有人问的时候需问清楚它指的是full GC还是old GC。
3.3 Full GC
full gc是对新生代、老年代、永久代【jdk1.8后没有这个概念了】统一的回收。
【知乎R大的回答:收集整个堆，包括young gen、old gen、perm gen（如果存在的话)、元空间(1.8及以上)等所有部分的模式】
3.4 mixed GC【g1特有】
混合GC
收集整个young gen以及部分old gen的GC。只有G1有这个模式
四、一些问题
1.如何判断对象是否存活算法
1.引用计数算法
早期判断对象是否存活大多都是以这种算法，这种算法判断很简单，简单来说就是给对象添加一个引用计数器，每当对象被引用一次就加1，引用失效时就减1。当为0的时候就判断对象不会再被引用。
优点:实现简单效率高，被广泛使用与如python何游戏脚本语言上。
缺点:难以解决循环引用的问题，就是假如两个对象互相引用已经不会再被其它其它引用，导致一直不会为0就无法进行回收。
2.可达性分析算法
目前主流的商用语言[如java、c#]采用的是可达性分析算法判断对象是否存活。这个算法有效解决了循环利用的弊端。
它的基本思路是通过一个称为“GC Roots”的对象为起始点，搜索所经过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用跟它连接则证明对象是不可用的。2.什么时候触发GC
minor GC(young GC):当年轻代中eden区分配满的时候触发[值得一提的是因为young GC后部分存活的对象会已到老年代(比如对象熬过15轮)，所以过后old gen的占用量通常会变高] full GC: ①手动调用System.gc()方法 [增加了full GC频率，不建议使用而是让jvm自己管理内存，可以设置-XX:+ DisableExplicitGC来禁止RMI调用System.gc] ②发现perm gen（如果存在永久代的话)需分配空间但已经没有足够空间 ③老年代空间不足，比如说新生代的大对象大数组晋升到老年代就可能导致老年代空间不足。 ④CMS GC时出现Promotion Faield[pf] ⑤统计得到的Minor GC晋升到旧生代的平均大小大于老年代的剩余空间。 这个比较难理解，这是HotSpot为了避免由于新生代晋升到老年代导致老年代空间不足而触发的FUll GC。 比如程序第一次触发Minor GC后，有5m的对象晋升到老年代，姑且现在平均算5m，那么下次Minor GC发生时，先判断现在老年代剩余空间大小是否超过5m，如果小于5m，则HotSpot则会触发full GC(这点挺智能的) Promotion Faield:minor GC时 survivor space放不下[满了或对象太大]，对象只能放到老年代，而老年代也放不下会导致这个错误。 Concurrent Model Failure:cms时特有的错误，因为cms时垃圾清理和用户线程可以是并发执行的，如果在清理的过程中 可能原因： 1 cms触发太晚，可以把XX:CMSInitiatingOccupancyFraction调小[比如-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 是指设定CMS在对内存占用率达到70%的时候开始GC(因为CMS会有浮动垃圾,所以一般都较早启动GC)] 2 垃圾产生速度大于清理速度，可能是晋升阈值设置过小，Survivor空间小导致跑到老年代，eden区太小，存在大对象、数组对象等情况 3.空间碎片过多，可以开启空间碎片整理并合理设置周期时间3.cms收集器是否会扫描年轻代
会，在初始标记的时候会扫描新生代。
虽然cms是老年代收集器，但是我们知道年轻代的对象是可以晋升为老年代的，为了空间分配担保，还是有必要去扫描年轻代
4.为什么复制算法要分两个Survivor，而不直接移到老年代
这样做的话效率可能会更高，但是old区一般都是熬过多次可达性分析算法过后的存活的对象，要求比较苛刻且空间有限，而不能直接移过去，这将导致一系列问题(比如老年代容易被撑爆)
分两个Survivor(from/to)，自然是为了保证复制算法运行以提高效率
5.新生代什么样的情况会晋升为老年代
对象优先分配在eden区，eden区满时会触发一次minor GC
对象晋升规则
2 对象太大新生代无法容纳则会分配到老年代
3 eden区满了，进行minor gc后，eden和一个survivor区仍然存活的对象无法放到(to survivor区)则会通过分配担保机制放到老年代，这种情况一般是minor gc后新生代存活的对象太多。
4 动态年龄判定，为了使内存分配更灵活，jvm不一定要求对象年龄达到MaxTenuringThreshold(15)才晋升为老年代，若survior区相同年龄对象总大小大于survior区空间的一半，则大于等于这个年龄的对象将会在minor gc时移到老年
6.怎么理解g1，适用于什么场景
g1不再区分老年代、年轻代这样的内存空间，这是较以往收集器很大的差异，所有的内存空间就是一块划分为不同子区域，每个区域大小为1m-32m，最多支持的内存为64g左右，且由于它为了的特性适用于大内存机器