一、JVM内存模型

        线程独占：栈，本地方法栈，程序计数器;

        线程共享：堆，方法区

        虚拟机栈：线程私有的，线程执行方法是会创建一个栈阵，用来存储局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等信息.调用方法时执行入栈，方法返回式执行出栈；

        本地方法栈：与虚拟机栈类似，也是用来保存执行方法的信息.执行Java方法是使用栈，执行Native方法时使用本地方法栈；

        程序计数器：保存着当前线程执行的字节码位置，每个线程工作时都有独立的计数器，只为执行Java方法服务，执行Native方法时，程序计数器为空；

        堆：内存管理最大的一块，对被线程共享，目的是存放对象的实例，几乎所有的对象实例都会放在堆中；

        方法区：称非堆区，用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器优化后的代码等数据.1.7的永久栈和1.8的元空间都是方法区的一种实现；

        除此以外，还有一块儿地方叫做堆外内存：Direct ByteBuffers

二、类加载与卸载

类加载的过程

        三步走：加载-链接-初始化；

        五步走：加载-验证-准备-分析-初始化

        不管是几步走，我们可以这么理解，我写了一段加密程序，然后我给了你一个解密程序。现在我把加密程序给你，为了能够把我的加密程序变成你能够使用的程序（比如a+b=c),那么第一步应该是把加密程序先下载并打开（加载）— 检查一下这个加密程序是否符合解密规范且不会对解密程序造成危害（验证）— 把加密程序变成可执行文件（准备、分析、初始化）

• 加载通过类的完全限定名，查找此类字节码文件，利用字节码文件创建Class对象.
• 验证确保Class文件符合当前虚拟机的要求，不会危害到虚拟机自身安全.
• 准备进行内存分配，为static修饰的类变量分配内存，并设置初始值（0或null).不包含final修饰的静态变量，因为final变量在编译时分配.
• 解析将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程.直接引用为直接指向目标的指针或者相对偏移量等.
• 初始化主要完成静态块执行以及静态变量的赋值.先初始化父类，再初始化当前类.只有对类主动使用时才会初始化.

 加载机制-双亲委派机制

        这里的双亲不是真的有两个类加载器，一个父亲一个母亲，而是指parent，parent就是父母的意思，翻译过来叫双亲；

        即加载器加载类时先把请求委托给自己的父类加载器执行，直到顶层的启动类加载器。父类加载器能够完成加载则成功返回，不能则子类加载器才自己尝试加载。换句话说遇到class加载先叫爸爸，爸爸找自己的爸爸，自己的爹搞不定了自己再尝试加载。

        优点就是避免类的重复加载、避免Java的核心API被篡改，比如你写了一个String类，难道系统启动的时候要使用我们自己的写的String类来替换java.lang下的String类吗？

类加载器

        类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器 （Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader的子 类）。从Java2（JDK1.2）开始，类加载过程采取了父亲委托机制（PDM）。PDM更好地保证了Java平台的安全性，在该机制中，JVM自带的Bootstrap是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。

        Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载JVM基础核心类库（rt.jar）；

        Extension：从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是Bootstrap；

        System：又叫应用类加载器（Application），其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器；

三、对象分配规则

        这里主要讲述对象在堆内存中的生命历程。

        1、对象优先分配在Eden区，当Eden区没有足够的空间时，会触发一次minorGC；

        2、大对象直接进入老年代（大对象是指需要大量连续内存空间的对象）。这样做的目的是避 免在Eden区和两个Survivor区之间发生大量的内存拷贝

        3、长期存活的对象进入老年代，老年代就是要上了一定年纪，每次minorGC，还存活的对象年龄加1，年龄到达某个值（默认好像是15）就会进入老年代，表示这个对象应该会长期活在内存中，把Eden区的空间留给新的对象；

        4、动态判断对象的年龄。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老年代；

        5、空间分配担保：每次进行MinorGC时，JVM会计算Survivor区移至老年区的对象的平均大小，如果这个值大于老年区的剩余值大小则进行一次FullGC；老年代无法分配这么多的内存可能会造成内存溢出；

四、Java对象的创建过程

         1、当遇到一条新建对象的指令时，先要检查能否在常量池中找到定义这个类的符号引用，如果存在引用，就加载这个类；

         2、为对象分配内存空间：

        指针碰撞：如果内存分配是一片连续的区域，那么只需要把空闲指针移动内存大小即可分配内存；

        空闲列表：如果内存分配是不连续的，就需要一个列表来记录哪些是空闲的； 

        TLAB：本地线程分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer）是Java虚拟机堆内存中的一个特殊区域，专门为线程分配对象而设计。TLAB是Eden区的一部分，每个线程在初始化时会被分配一块TLAB空间，这块空间仅供当前线程使用。线程在分配内存时，会在自己的TLAB上进行分配，这样可以避免多线程间的内存分配竞争，从而提高分配效率。

        3、将除对象头外的对象内存空间初始化为0

        4、初始化对象头信息

五、Java的对象结构

        对象由三个部分组成：对象头、实例数据、对齐填充

        对象头：由两部分组成，第一部分存储对象自身的运行时数据：哈希码、GC分代年龄、锁标识状态、线程持有的锁、偏向线程ID（一般占32/64bit）。第二部分是指针类型，指向对象的类元数据类型（即对象代表哪个类）。如果是数组对象，则对象头中还有一部分用来记录数组长度。

六、逃逸分析技术

        逃逸分析（EscapeAnalysis)，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，JavaHotspot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。

        通俗点讲，如果一个对象的指针被多个方法或者线程引用时，那么我们就称这个对象的指针发生了逃逸。优点如下：

• 栈上分配，可以降低垃圾收集器运行的频率；这样的好处有，一、减少内存使用，因为不用生成对象头。二、程序内存回收效率高，并且GC频率也会减少
• 同步消除，如果发现某个对象只能从一个线程可访问，那么在这个对象上的操作可以不需要同步；

七、为什么使用元空间替换了永久栈

        先看几个概念：

        方法区： 方法区和堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据；

        永久代：在JDK1.7及以前的版本中，永久代就是方法区在Hotspots中的实现

        元空间：对于Java8，HotSpots取消了永久代，取而代之的是元空间（Metaspace)。换句话说，就是方法区还是在的，只是实现变了，从永久代变为元空间了。

        那么为什么要替换呢？主要是解决方法区内存OOM的问题，方法区的内存和堆内存是一片连续的空间，默认最大值是64MB，而1.8以后的方法区放在独立的元空间中，和堆内存是不连续的，没有内存的限制，理论上系统内存剩余多大就可以用多大；

八、STW、Oopmap与安全点

        STW：Stop the world， 在进行垃圾回收的时候，当需要移动对象时为了保证对象引用更新的正确性，必须要停止所有的用户线程，等移动结束以后再放开，这就是STW；

        Oopmap：在HotSpot中，有个数据结构（映射表）称为Oopmap，HotSpot会把对象内什么偏移量上是什么类型的数据计算出来，记录到OopMap。在即时编译过程中，也会在「特定的位置」生成OopMap，记录下栈上和寄存器里哪些位置是引用。 这些特定的位置就叫安全点

        安全点：Safe  Point，主要在以下三种地方

        1、循环的末尾； 

        2、方法临返回前/调用方法的call指令后；

        3、可能抛异常的位置；

        STW并不是任意时刻都可以进行，用户线程要停顿下来开始垃圾收集，必须是执行到安全点才能够暂停；