JAVA虛擬機是理解JAVA特性、JAVA多線程編程的重要基礎，這篇文章整理自：《深入理解JAVA虛擬機》。 想要通過最簡單的語言讓讀者快速回憶起JAVA虛擬機的一些基礎要點。
1 JAVA內存區域
線程共享區域
方法區：存放類信息，常量，靜態變量，即時編譯器編譯後的代碼等數據
運行時常量池：是方法區的一部分
堆：存放對象實例。（因爲逃逸分析，對象不一定在堆上分配）
線程私有區域
程序計數器：存放程序計數器
虛擬機棧：局部變量，操作數棧，動態鏈接等
本地方法棧：與虛擬機棧類似，但是是Native方法
PS：
注意和JMM所區別，JMM和上面的內存是不同級別的劃分，是沒有關係的。
JMM關注的是共享內存和工作內存，即線程共享的內存（不包含本地量）。
2 對象創建的過程
1. 遇到一個new指令後，先去常量池定位到一個類的符號引用，檢查這個符號引用代表的類是否已經被加載，解析和初始化過，如果沒有，先執行類加載過程
2. 類加載檢查通過後，爲新生對象分配內存
3. 內存分配完成後，將分配到的內存空間都初始化爲零值（保證實例變量不賦值也能直接使用）
4. 配置對象(比如這個對象是哪個類的實例，如何才能找到類的元數據信息)。
5. 執行程序員的初始化代碼
3. 類加載過程
1. 裝載：導入class文件
2. 連接
a. 驗證：檢查class文件正確性
b. 準備：給類中的靜態變量分配存儲空間並且設置初始零值（但被final修飾的時候直接初始對應值）
c. 解析：將符號引用轉化爲直接引用（可選）
3. 初始化：對靜態變量和靜態代碼塊執行初始化工作（靜態變量的初始化，靜態代碼塊的執行等）
4. 使用
5. 卸載
4 判斷對象生存狀態的算法
1. 引用計數算法
給對象添加一個計數器，每當有地方引用它的時候，計數器加一。但容易死鎖
2. 可達性分析:(大部分JAVA虛擬機使用的）
從GC root追蹤對象，若不可達，則判斷爲死亡，常見GC root 包括
a. 虛擬機棧中的對象
b. 方法去中靜態屬性引用的對象
c. 方法去中常量引用的對象
d. 本地方法棧中JNI（native方法）引用的對象
5 對象被回收過程
1. 判斷對象不可達，進入下一步
2. 篩選：
a. 沒有finalize()方法或者已經執行過一次finalize()方法，直接回收
b. 有finalize方法並且未執行過，進入第3步
3. 將對象置於F-Queue中。讓虛擬機一個低優先級的Finalizer線程去執行它，這裏所謂的“執行”只是虛擬機會觸發這個方法，但不承諾等它結束。之後GC會再次標記這個隊列的對象，如果沒有在finalize裏重新鏈接，則回收。
關於finalize方法：
JAVA不鼓勵使用finalize方法，因爲它不能保證被執行，不能保證被執行完畢，而且代價高昂。
6 GC算法
1. 標記-清除（mark-sweep）
先標記所有要回收的，再清除。
優點：是最基本的回收算法
缺點：1.標記清除過程效率不高 2.產生大量內存碎片
2. 複製（copying）
把內存分兩份，每次只使用一塊，當一塊用完時，複製到另一塊上再清空
優點：1.不必考慮內存碎片 2.只要移動堆頂指針，按順序分配，簡單高效
缺點：1. 浪費內存 2. 對象存活率較高的時候需要過多操作 3.如果不使用50%對分策略，老年代需要空間擔保策略
3. 標記-壓縮（mark-compact）
標記完了之後，向一端compact內存
4. 分代（generation collecting）：
a. 新生代： 複製算法
b. 老年代：標記-清理 或者 標記-整理
7 新生代中Copying算法
在copying算法中不一定非要對半分， 新生代中98%的對象都是朝生夕死，所以將內存劃分爲一塊Eden和兩塊survivor。
每次只使用Eden空間+1塊survivor，回收的時候把所有存活對象複製到另一塊survivor中。再清空。
這樣有個問題，就是當一個survivor不夠放下所有存活對象的時候，需要依賴其他內存（這裏指老年代）進行內存擔保。
8 Stop-the-world 垃圾收集器
Stop-the world從應用中停下來進入到GC執行過程中去。一旦Stop-the-world發生，除了GC所需要的線程外，其他線程都將停止工作，中斷了的線程直到GC任務結束才繼續它們的任務。GC調優通常是爲了改善Stop-the-world的時間。
根據不同的代，有不同的垃圾收集器：
Serial:
過程：採用複製算法，採用單線程，停下所有工作來進行GC
優點：簡單而高效，沒有多線程的開銷
缺點：停頓
適用：對運行在client模式下的虛擬機來說是一個很好的選擇（如用戶桌面應用場景中，分配給新生代的內存至多幾百兆）
ParNew:
過程：採用複製算法，Serial的多線程版本。
優點：併發執行，除了Serial外，只有它能和CMS配合工作
缺點：當CPU數目不多時候，開銷過大
適用：Server模式
Parallel Scavenge:
過程：採用複製算法，“吞吐量優先”收集器，
優點：爲高吞吐量設計（少考慮交互延遲，多考慮利用CPU）
缺點：交互延遲
適用：後臺計算而不需要太多的交互任務
Serial Old:
過程：採用標記-整理算法，單線程
主要意義：在client模式下使用，或者作爲CMS的後備
Parallel Old:
過程：採用標記-整理算法，多線程
適用：可以跟parallel scavenge配合使用，“吞吐量優先”
CMS:
過程：採用標誌-清除算法
● 初始標記：stop-the-world 標記一下GC root能直接關聯到的對象，速度很快
● 併發標記：GC root tracing
● 重新標記：stop-the-world 修正併發標記時出現的變化
● 併發清除：清除
優點：避免了耗時最長的兩個過程的停頓，注重響應速度
缺點：1. 耗費CPU。 2. 無法處理浮動垃圾，老年代空間使用率低。 3. 空間碎片
G1:
過程：新生代和老年代不再物理隔離，並行和併發，分帶收集，整體採用“標記-整理”（部分採用複製），可預測的停頓時間模型（有計劃地避免全區域垃圾收集）。 G1 跟蹤各個Region裏面垃圾堆積的價值大小，在後臺維護一張優先列表，每次根據允許的收集時間，有限回收價值最大的Region。
● 初始標記
● 併發標記
● 最終標記
● 篩選回收
