1 java內存結構圖
理解學習java虛擬機內存結構，能夠幫助我們更加清楚知道java程序在操作的時候如果存儲數據，是java虛擬機的性能優化（GC調優）的基礎。
談到JVM內存結構，當然少不了這個經典的結構圖
上圖清晰描述了JVM的內存結構，分別有以下幾個部分組成
- 堆（Heap）：線程共享。所有的對象實例以及數組都要在堆上分配。回收器主要管理的對象。
- 方法區（Method Area）：線程共享。存儲類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼。
- 方法棧（JVM Stack）：線程私有。存儲局部變量表、操作棧、動態鏈接、方法出口，對象指針。
- 本地方法棧（Native Method Stack）：線程私有。為虛擬機使用到的Native 方法服務。如Java使用c或者c++編寫的接口服務時，代碼在此區運行。
- 程序計數器（Program Counter Register）：線程私有。有些文章也翻譯成PC寄存器（PC Register），同一個東西。它可以看作是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。指向下一條要執行的指令。
2 java內存模塊分析
以下這個圖，幫忙理解jvm的一些參數控制
2.1 堆
堆的作用是存放對象實例和數組。從結構上來分，可以分為新生代和老年代。而新生代又可以分為Eden 空間、From Survivor 空間（s0）、To Survivor 空間（s1）。 所有新生成的對象首先都是放在新生代的。需要注意，Survivor的兩個區是對稱的，沒先后關系，所以同一個區中可能同時存在從Eden復制過來的對象，和從前一個Survivor復制過來的對象。而且，Survivor區總有一個是空的。
新生代： 新生代由 Eden 與 Survivor Space（S0，S1）構成，大小通過-Xmn參數指定，Eden 與 Survivor Space 的內存大小比例默認為8:1，可以通過-XX:SurvivorRatio 參數指定，比如新生代為10M 時，Eden分配8M，S0和S1各分配1M。
Eden： 希臘語，意思為伊甸園，在圣經中，伊甸園含有樂園的意思，根據《舊約·創世紀》記載，上帝耶和華照自己的形像造了第一個男人亞當，再用亞當的一個肋骨創造了一個女人夏娃，并安置他們住在了伊甸園。
大多數情況下，對象在Eden中分配，當Eden沒有足夠空間時，會觸發一次Minor GC，虛擬機提供了-XX:+PrintGCDetails/-Xlog:gc*參數，告訴虛擬機在發生垃圾回收時打印內存回收日志。Survivor： 意思為幸存者，是新生代和老年代的緩沖區域。當新生代發生GC（Minor GC）時，會將存活的對象移動到S0內存區域，并清空Eden區域，當再次發生Minor GC時，將Eden和S0中存活的對象移動到S1內存區域。
存活對象會反復在S0和S1之間移動，當對象從Eden移動到Survivor或者在Survivor之間移動時，對象的GC年齡自動累加，當GC年齡超過默認閾值15時，會將該對象移動到老年代，可以通過參數-XX:MaxTenuringThreshold 對GC年齡的閾值進行設置。老年代: 老年代的空間大小即-Xmx 與-Xmn 兩個參數之差，用于存放經過幾次Minor GC之后依舊存活的對象。當老年代的空間不足時，會觸發Major GC/Full GC，速度一般比Minor GC慢10倍以上。
控制參數
- -Xms設置堆的初始空間大小。
- -Xmx設置堆的最大空間大小。
- -Xmn控制新生代大小。（jdk1.4之后使用）
- -XX:NewSize設置新生代最小空間大小
- -XX:MaxNewSize設置新生代最小空間大小，
- -XX:NewRatio 老年代:年輕代的比例， 如2 代表 young:old = 1:2
- -XX:SurvivorRatio Eden:Survivor的比例 如8 代表 eden:s0:s1 = 8:1:1
垃圾回收
此區域是垃圾回收的主要操作區域。
異常情況
如果在堆中沒有內存完成實例分配，并且堆也無法再擴展時，將會拋出OutOfMemoryError 異常
2.2 方法區
方法區（Method Area）與Java 堆一樣，是各個線程共享的內存區域，它用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等數據。雖然Java 虛擬機規范把方法區描述為堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做Non-Heap（非堆），目的應該是與Java 堆區分開來。
很多人愿意把方法區稱為“永久代”（Permanent Generation），本質上兩者并不等價，僅僅是因為HotSpot虛擬機的設計團隊選擇把GC 分代收集擴展至方法區，或者說使用永久代來實現方法區而已。對于其他虛擬機（如BEA JRockit、IBM J9 等）來說是不存在永久代的概念的。在Java8中永生代徹底消失了。
控制參數
-XX:PermSize 設置最小空間
-XX:MaxPermSize 設置最大空間。
-XX:MetaspaceSize=8m （1.8之后去掉方法區，使用元數據區）
-XX:MaxMetaspaceSize=80m（1.8之后去掉方法區，使用元數據區）
-XX:CompressedClassSpaceSize（1.8之后去掉方法區，使用元數據區）
在JDK8后，方法區被移除了，引入了新的空間Metaspace來存放類的信息。
Metaspace不在虛擬機中，而是使用本地內存，這樣困擾我們的PermenGen的內存就不存在了，其上限變成了物理內存，當然可以通過參數進行設置。
-XX:MetaspaceSize=8m -XX:MaxMetaspaceSize=80m
那么曾經在其中的常量池被轉移到哪里了？答案是在堆中。
關于PermGen 和 metaspace, 請一定看看，請參考 深入理解堆外內存 Metaspace，
聊聊jvm的PermGen與Metaspace
垃圾回收
對此區域會涉及但是很少進行垃圾回收。這個區域的內存回收目標主要是針對常量池的回收和對類型的卸載，一般來說這個區域的回收“成績”比較難以令人滿意。
異常情況
根據Java 虛擬機規范的規定， 當方法區無法滿足內存分配需求時，將拋出OutOfMemoryError。
2.3 方法棧
每個線程會有一個私有的棧。每個線程中方法的調用又會在本棧中創建一個棧幀。在方法棧中會存放編譯期可知的各種基本數據類型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、對象引用（reference 類型，它不等同于對象本身。局部變量表所需的內存空間在編譯期間完成分配，當進入一個方法時，這個方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，在方法運行期間不會改變局部變量表的大小。
控制參數
-Xss控制每個線程棧的大小。
異常情況
在Java 虛擬機規范中，對這個區域規定了兩種異常狀況：
- StackOverflowError： 異常線程請求的棧深度大于虛擬機所允許的深度時拋出；
- OutOfMemoryError 異常： 虛擬機棧可以動態擴展，當擴展時無法申請到足夠的內存時會拋出。
2.4 本地方法棧
本地方法棧（Native Method Stacks）與虛擬機棧所發揮的作用是非常相似的，其區別不過是虛擬機棧為虛擬機執行Java 方法（也就是字節碼）服務，而本地方法棧則是為虛擬機使用到的Native 方法服務。
控制參數
在Sun JDK中本地方法棧和方法棧是同一個，因此也可以用-Xss控制每個線程的大小。
異常情況
與虛擬機棧一樣，本地方法棧區域也會拋出StackOverflowError 和OutOfMemoryError異常。
2.5 程序計數器
它的作用可以看做是當前線程所執行的字節碼的行號指示器。
異常情況
此內存區域是唯一一個在Java 虛擬機規范中沒有規定任何OutOfMemoryError 情況的區域。
參考鏈接
