運作時資料區（Run-Time Data Areas）
- 本地方法區：方法區和堆一樣，也是被所有線程共享的記憶體區域。它存儲已被虛拟機加載的類資訊，常量，靜态變量，即時編譯後的代碼資料。
- 虛拟機棧（JVM Stacks）：每個Java虛拟機線程都有一個私有Java虛拟機棧，與線程同時建立。每個方法執行的同時都會建立一個棧，用于存儲局部變量表，操作數棧，動态連結，方法出口等資訊，每一個方法從調用到直至完成的過程，對應着一個棧在虛拟機中入棧到出棧的過程。
- 本地方法棧：與虛拟機棧發揮的作用類似，他們之間的差別是：虛拟機棧是為虛拟機執行Java方法提供服務；本地方法棧是為虛拟機執行native方法服務。
- 堆（Heap ）：堆是所有線程之間共享的記憶體區域。堆是運作時資料區，從中配置設定所有類執行個體和數組的記憶體。堆是在虛拟機啟動時建立的。
- 程式計數器（PC Register)：JVM支援多線程同時執行，每個線程都有自己的PC Register，線程正在執行的方法叫目前方法。如果該方法不是 native方法，則PC Register包含目前正在執行的Java虛拟機指令的位址。如果線程目前正在執行該方法是native方法，則Java虛拟機PC Register的值未定義。
- 運作時常量池：是方法區的一部分。Class檔案除了版本，字段，方法，接口等描述資訊外，還有一項資訊是常量池，用于存放編譯期生成的字面量和符号的引用，這部分内容将在類加載後進入方法區的運作時常量池存放。
Java的記憶體結構
常用JVM配置參數
- -Xms jvm初始的堆記憶體大小，預設為實體記憶體的1/64，等價于 -XX:InitialHeapSize=
- -Xmx jvm最大的堆記憶體大小，預設為實體記憶體的1/4,等價于 -XX:MaxHeapSize=
- -Xss 設定單個線程棧的大小，預設512k-1024k，等價于 -XX:ThreadStackSize
- -Xmn 設定新生代的大小，預設為堆空間的1/3
- -XX:MetaSpaceSize:設定元空間的大小，元空間本質和永久代類似，都是對JVM規範中本地方法區的實作。不過元空間與永久代最大的差別在于：元空間并不在虛拟機中，而是使用本地記憶體，是以預設情況下，元空間的大小僅受實體記憶體大小的限制。
-
-XX:SurvivorRatio:設定新生代中eden（survivorFrom）和S0/S1（survivorTo）的比例
預設-XX:SurvivorRatio=8,Eden:S0:S1=8:0:0
SurvivorRatio的值就是預設eden的比例占比，S0和S1占比相同
-
-XX:NewRatio:配置新生代和老年代在堆中空間大小的比例
預設-XX:NewRatio=2,新生代占1，老年代占2，新生代占整個堆記憶體的1/3
假如-XX:NewRatio=4,新生代占1，老年代占4，新生代占整個堆記憶體的1/5
NewRatio就是設定老年代的占比值，剩下的1給新生代
- -XX:MaxTunuringThreshold 設定垃圾的最大年齡，java8預設為15，如果設定值的話必須在0-15如果設定為0，則年輕代不經過Survivor區，直接進入年老代，對于老年代比較多的應用，可以提高效率如果設定的的比較大，則年輕代會在Survivor區進行多次複制，這樣增加 對象在年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的機率。
- -XX:+PrintGCDetails 列印GC詳細資訊
- -XX:+PrintGCTimeStamps 列印GC日志的發生時間
- -XX:+PrintGCDateStamps 列印GC日志的發生的日期
- -XX:+PrintHeapAtGC 每次GC前後列印堆資訊
- -XLoggc:/logs/gc.log 将GC日志以檔案形式輸出
- -XX:+DisableExplicitGC 禁止手動GC：System.gc();
- -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 當JVM發生OOM時，自動生成DUMP檔案
-
-XX:HeapDumpPath=${目錄} 生成DUMP檔案的路徑，也可以指定檔案名稱，例如：
-XX:HeapDumpPath={目錄}/java_heapdump.hprof。如果不指定檔案名，預設為：java_pid_date_time_heapDump.hprof
垃圾回收算法
1. 什麼是垃圾？
簡單來說就是記憶體中不可能再被使用到的對象空間就是垃圾。
2 如何确定一個對象是垃圾？可以回收
- 引用計數法：如果一個對象的引用為0，則可以回收。但是如果兩個對象互相引用，則這兩個對象永遠不可回收，是以現在基本不使用該方法判斷。
- 枚舉根節點，可達性分析，Java虛拟機采用的算法。基本思路就是通過一系列名為“GC Roots”的對象作為起始點，開始向下搜尋，如果一個對象到GC Roots沒有任何引用鍊相連時，則說明此對象不可用。也即，給一個集合的引用為根出發，通過引用關系周遊圖，能被周遊到的就判定為存活，沒有被周遊到的自然判定為死亡。
Java中可以作為GC Roots對象有:
- 虛拟機棧（棧幀中的局部變量區，也叫局部變量表）中引用的對象
- 方法區中類靜态屬性引用的對象。
- 方法區中常量引用的對象。
- 本地方法棧中Native方法引用的對象。
- 線程
3. 常用的垃圾回收算法
複制算法
java堆從GC角度還可以細分為：新生代（Eden區，From Survivor區和To Survivor區，占用1/3的堆空間）和老年代（占據2/3的堆空間）。
Minitor GC的過程（複制-清空-互換）
Eden、SurvivorFrom複制到SurvivorTo，年齡+1；
- 首先，當Eden區滿的時候，第一次觸發GC，把還活着的對象拷貝到SuvivorFrom區，當Eden區滿再次觸發GC的時候會掃描Eden區和SurvivorFrom區，對這兩個區域進行垃圾回收，經過這次回收還活着的對象，則直接複制到SuvivorTo區域（如果對象的年齡達到了老年代，則指派到老年代），同時把這些對象的年齡+1；
- 清空Eden和SurvivorFrom中的對象，也即複制之後交換，誰空誰是To;
- SurvivorFrom和SurvivorTo互換
- 最後，SurvivorFrom和SurvivorTo互換，原SurvivorTo成為下一次GC時的SurvivorFrom區，部分對象會在From區域和To區域複制來複制去，如此交換15次（由JVM參數MaxTenuringThreshold決定，這個參數預設是15）
- 最終如果還是存活，就存入老年代。
優點：整體複制，沒有産生記憶體碎片。 缺點：浪費空間，大對象複制會耗時。
标記清除
先标記出要回收的對象，再統一回收這些要清除的對象。
優點：沒有大面積的複制，節約記憶體空間
缺點：産生記憶體碎片。
标記整理
标記要回收的對象，再次掃描，并往一端滑動存活的對象。
優點：沒有記憶體碎片，可以使用bump.
缺點：移動存活對象的成本，耗時間。
主流的三種算法各有優缺點，綜合來看，使用分代收集，複制算法用于年輕代，标記清除，标記整理用于老年代。
GC垃圾回收算法和垃圾收集器的關系？
GC算法（引用計數，複制，标記整理，标記清除）是記憶體垃圾回收的方法論。垃圾收集器就是GC算法的落地實作。
因為目前為止還沒有出現完美的垃圾回收器出現，更加沒有萬能的收集器，隻有針對具體的應用最合适和垃圾回收器，進行分代收集。
4種主要的垃圾收集器
- serial 串行垃圾回收器：他為單線程環境設計且隻使用一個線程進行垃圾回收，會暫停所有的使用者線程是以不适合伺服器環境。
- paraller 并行垃圾回收器：多個垃圾收集線程并行工作，此時使用者的線程是暫停的，适用于科學計算，大資料處理首台處理等弱互動的場景。
- CMS 并發垃圾回收器：使用者線程和垃圾回收線程同時執行(不一定是并行，有可能交替進行)，不需要停頓使用者線程網際網路公司多使用他，對于響應有時間限制的場景。
- G1垃圾回收器：将堆記憶體分割為不同的區域，然後并發的對其進行垃圾回收。
如何選用合适的垃圾收集器？
組合的選擇：
1、單核的CPU或者小記憶體，單機程式
-XX:UseSerialGC
2、多CPU，需要最大吞吐量，如背景計算型應用
-XX:UseParallelGC 或者-XX:UseParallelOldGC
3、多CPU,追求最小停頓時間，最快速響應，如網際網路應用
-XX:+UserConcMarkSweepGC
-XX:+ParNewGC
參考連結：JVM官方規範