JVM总体图

程序计数器：
线程私有的，每个线程一份，内部保存字节码的行号，用于记录正在执行字节码指令的地址。（可通过javap -v XX.class命令查看）
java堆：
线程共享的区域，用来保存对象的实例，数组等。堆区域内存不够的场景下会爆出OOM异常。java8中堆里面分为年轻代和老年代，其中年轻代又分为Eden，S0,S1。老年代一般保存声明周期比较长的对象，年轻代中经过多次垃圾回收的survivor会进入老年代。
虚拟机栈：
每个线程运行时所需要的内存就是虚拟机栈，特性为先进后出，每个栈由多个栈针组成，每个栈针对应其方法调用所需要的内存（参数，返回地址等）。每个线程中只能有一个活动栈针，对应当前正在执行的方法。 垃圾回收不涉及栈内存，垃圾回收只是堆内存，当栈针弹出后，内存就被自动释放了。一个栈默认内存为1024K。一般递归调用不恰当的话会爆出java.lang.StackOverflowError问题。
方法区/元空间：
方法区是各个线程共享的内存区域，其主要存储类的信息和运行时常量池(可通过javap -v查看，主要是一张表，虚拟机根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、常量信息等)。虚拟机启动时创建该区域，关闭时自动释放，当内存不够的时候，会报出异常OutOfMemoryError:Metaspace。
直接内存：
并不属于虚拟机的内存结构，其属于操作系统的内存，不由JVM进行管理，常见于NIO操作，用于数据缓冲区。分配回收成本高，读写性能高。该内存区域系统可以访问，java代码也可以访问，用于java代码完成文件拷贝等操作。
类加载器：
作用是将字节码文件加载到JVM中。主要分为四类：

• 启动类加载器主要负责加载核心类
• 扩展类加载器主要负责加载jre/lib/ext文件夹下的内容
• 应用类加载器主要负责加载自己定义的类
• 自定义类加载器主要负责自己实现定义类加载规则

类加载时的双亲委派机制（应用->扩展->启动）可以避免某一个类被重复加载，当父类被加载后无需重复加载，保证了唯一性。
垃圾回收：
垃圾回收主要是指堆中的对象。如果一个对象没有任何引用指向他了，就可以被定为垃圾。

• 引用计数法：每被引用一次增加计量次数，为零则可回收。
• 可达性分析：GC root出发遍历，看能不能找到，找不到的话就是垃圾。

垃圾回收算法：

• 标记清除算法：速度较快，但容易内存碎片化。
• 复制算法：将整个内存分为了两个相等的区域，存活对象复制另一个区域。要两块空间，内存使用率较低。
• 标记整理算法：标记清除后统一移动整理到连续空间，效率较低。

JVM的分代回收：
java8中堆中的新生代和老年代比例为1:2。其中新生代里面又分为8:1:1。回收大体过程（最多15次）(AB->C)->(AC->B)。

• MinorGC:发生在新生代。STOP-THE-WORLD(STW)，暂停所有线程，等待垃圾回收完成。
• Mixed GC：新生代+部分老年代垃圾回收。
• FullGC：新生代+完整老年代，STW时间长，应尽量避免。

垃圾回收器：

• 串行垃圾回收器：Serial等，STOP-THE-WORLD(STW)，暂停所有线程，等待垃圾回收完成。
• 并行垃圾回收器：Parallel（JDK8默认）等，STOP-THE-WORLD(STW)，暂停所有线程，等待垃圾回收完成
• G1（JDK9后默认）
• GMS(并发垃圾回收器）:使用标记清除算法，针对老年代。

G1垃圾回收器（JDK9后默认）：
划分多个区域，每个区域都可以分为Eden、survivor、old、humongous（用于存储大对象）区域。该回收器采用复制算法。

• 年轻代垃圾回收：Eden->survivor,采用复制算法，要STW。
• 年轻代垃圾回收+并发标记：当老年代占比内存超过45%后会触发并发标记。
• 混合收集：优先收集垃圾较多的old区域。

四种引用类型：

• 强引用：只有所有的GC root都找不到才会被回收。
  

• 软引用：强引用对像所关联的对象引用，内存不足时仅有软件用引用的对象可被回收。

• 弱引用：垃圾回收时，不论内存是否充足，都会被回收。
  

• 虚引用：配合队列使用，当被回收时，释放外部资源。