JVM簡述下包括什麼，有什麼用？

一，JVM內存結構：在JVM內存結構中，大致（為什麼是大致？因為虛擬機的種類繁多，有些虛擬機把棧概念合二為一，還有其他自由的實現）會分為如下的結構：

包括本地方法棧，VM棧，程序計數器，方法區，java堆，下面逐一來看下他們的功能：

①本地方法棧：放著大量虛擬機可直接調用的native方法，比如CAS模型中大量使用的Unsafe包中的方法，基本都是native方法，這些方法很多並不是用java實現的，而是C，C++等；但是可供java直接調用；

②，vm棧：存放線程執行方法時產生的棧幀，通常一個線程會有一個棧幀鏈，如下圖所示，一個線程正在執行的棧幀只會是一個當前棧幀，棧幀中包含的數據結構包括：局部變數表（方法中的局部變數）、操作數棧（運算過程中的中間存儲媒介）、動態鏈接、方法返回地址和一些額外的附加信息，如下圖：

③，程序計數器：每個線程記錄指令執行到的位置，通過程序計數器控制諸如循環，異常處理等的下一條指令；

④，方法區：存放已經被虛擬機載入的類信息，常量，靜態變數，即時編譯器編譯後的代碼等數據，還有運行時常量，通常稱為永久代，通常情況不會進行GC；

⑤，java堆：絕大多數實例對象都在此存放；

換個圖來看java內存模型可知:方法區和堆是線程共享的，其他的區域是線程私有的；

二，JVM GC：

1），對象是否能回收的判斷：

（1），不可達性對象可以回收；

（2），對於用可達性分析法搜索不到的對象，GC並不一定會回收該對象。要完全回收一個對象，至少需要經過兩次標記的過程：

第一次標記：對於一個沒有其他引用的對象，篩選該對象是否有必要執行finalize()方法，如果沒有執行必要，則意味可直接回收。（篩選依據：是否複寫或執行過finalize()方法；因為finalize方法只能被執行一次）。

第二次標記：如果被篩選判定位有必要執行，則會放入FQueue隊列，並自動創建一個低優先順序的finalize線程來執行釋放操作。如果在一個對象釋放前被其他對象引用，則該對象會被移除FQueue隊列。

根搜索演算法:JVM選定諸如方法區的靜態常量，本地方法中的對象等作為GC roots（對象可達樹的根節點），將創建的所有的對象引用掛在樹上，當對象引用從樹上解掛時（沒有對象再引用這個對象時），則這個對象處於不可達狀態，也即是可回收狀態；如下圖：

2）JVM內存分區和GC演算法

內存被切分為三塊：新生代（剛new出來的對象），老年代（從新生代GC過來的對象或者剛new出來的大對象（直接超過了新生代的空閑內存）），永久代（方法區數據）

新生代又被分為一塊Eden區和兩塊Survivor區；

新生代GC演算法：複製演算法採用的方式為從根集合進行掃描，將存活的對象移動到一塊空閑的區域

標記-清除：該演算法採用的方式是從跟集合開始掃描，對存活的對象進行標記，標記完畢後，再掃描整個空間中未被標記的對象，並進行清除。標記和清除的過程如下：

上圖中藍色部分是有被引用的對象，褐色部分是沒有被引用的對象。在Marking階段，需要進行全盤掃描，這個過程是比較耗時的。

清除階段清理的是沒有被引用的對象，存活的對象被保留。

標記-清除動作不需要移動對象，且僅對不存活的對象進行清理，在空間中存活對象較多的時候，效率較高，但由於只是清除，沒有重新整理，因此會造成內存碎片。

標記-壓縮：該演算法與標記-清除演算法類似，都是先對存活的對象進行標記，但是在清除後會把活的對象向左端空閑空間移動，然後再更新其引用對象的指針，如下圖所示

由於進行了移動規整動作，該演算法避免了標記-清除的碎片問題，但由於需要進行移動，因此成本也增加了。（該演算法適用於舊生代）

3），虛擬機中GC的過程：

1，在初始階段，新創建的對象被分配到Eden區，survivor的兩塊空間都為空。

2，當Eden區滿了的時候，minor garbage 被觸發。

3，經過掃描與標記，存活的對象被複制到S0，不存活的對象被回收

4，在下一次的Minor GC中，Eden區的情況和上面一致，沒有引用的對象被回收，存活的對象被複制到survivor區。然而在survivor區，S0的所有的數據都被複制到S1，需要注意的是，在上次minor GC過程中移動到S0中的兩個對象在複製到S1後其年齡要加1。此時Eden區S0區被清空，所有存活的數據都複製到了S1區，並且S1區存在著年齡不一樣的對象，過程如下圖所示：