看《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践 第2版》所做的笔记，里面很多内容都是书里面的，手敲一遍只是为了加深印象，如果有错误之处请指正
第二章 Java内存区域与内存溢出异常
运行时数据区域
程序计数器（Program Counter Register）：
是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。如果该线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Native方法，这个计数器值为空（undefined）。此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。——线程私有
Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：
与程序计数器一样，Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。 局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，方法运行期间不会改变局部变量表的大小。 在Java虚拟机规范中，对这个区域规定了两种异常状况：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，会抛出OutOfMemoryError异常。
本地方法栈（Native Method Stack）：
本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。（HotSpot直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一），与虚拟机栈一样，本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
Java堆（Java Heap）：
Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。 从内存回收的角度来看，由于现在收集器基本都采用分代收集算法，所以Java堆可以细分为：新生代和老年代，再细致一点的有：Eden空间，From Survivor空间，To Survivor空间等；从内存分配的角度来看，线程共享的Java堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区（Thread Local Allocation Buffer，TLAB）。 根据Java虚拟机规范的规定，Java堆可以处理物理上不连续的内存空间，只要逻辑上是连续的即可。（-Xmx和-Xms控制扩展）。如果在堆中没有内存完成实例分配，且堆也无法再扩展时，将抛出OutOfMemoryError异常。
方法区（Method Area）：
方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。 根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
运行时常量池（Runtime Constant Pool）：
运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本，字段，方法，接口等描述信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将再类加载后进入方法区的运行时常量池中存放 运行时常量池是方法区的一部分，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。
直接内存（Direct Memory）
各个内存区域综合大于物理内存限制（包括物理的和操作系统级的限制），从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常
对象创建
（1）new（指令）————>检查参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已经被加载，解析和初始化过————>没有，先执行相应的类加载过程。 （2）在类加载检查通过后，虚拟机将新生对象分配内存。对象所需内存的大小在类加载完成后便可完全确定。 （3）内存分配方式一：指针碰撞：假设Java堆内存时绝对规整的，所有用过的内存都放在一边，空闲的内存放在另一边，中间放着一个指针作为分界点的指示器，那所分配内存就仅仅是把那个指针向空闲那边挪动一段与地下大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞” （3）内存分配方式二：空闲列表：如果Java堆中的内存并不是规整的，已使用的内存和空闲的内存相互交错，无法进行指针碰撞，虚拟机必须维护一个列表，记录那些内存时可用的，在分配的时候从列表中找到一块足够大的空间划分给对象实例，并更新列表记录，这种分配方式称为“空闲列表” 线程安全问题的两种解决方案：一种是对分配内存空间的动作进行同步处理——》实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性；另一种是把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一块内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer,TLAB）；虚拟机是否使用TLAB可以通过-XX：+/-UseTLAB参数来设定 （4）内存分配完成后，虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值（不包括对象头），如果使用TLAB，这一工作过程也可以提前至TLAB分配时进行。这一步操作保证了对象的实例字段在Java代码中可以不赋初始值就直接使用，程序能访问到这些字段的数据类型多对应的零值。 （5）对象头设置 （6）初始化对象:一般来说（由字节码中是否跟随invokespecial指令所决定），执行new指令之后会接着执行方法，把对象按照程序员的意愿进行初始化，这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。
对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中的存储布局可以分为3块区域：对象头（Header），实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）
对象头：
（1）第一部分用于存储对象自身的运行时数据，如：哈希码(HashCode)，GC分代年龄，锁状态标志，线程持有的锁，偏向线程ID，偏向时间戳等，这部分数据的长度在32位和64位的虚拟机（未开启压缩指针）中分别为32bit和64bit，官方称他为“Mark Word”。 Mark Word被设计成一个非固定的数据结构以便在极小的空间内存储尽量多的信息，它会根据对象的状态复用自己的存储空间。例如：在32位的HotSpot虚拟机中，如果对象处于未被锁定的状态，那么Mark Word的32bit空间中的25bit用于存储对象哈希码，4bit存储对象分代年龄，2bit存储锁标志位，1bit固定为0；其他状态下（轻量级锁定，重量及锁定，GC标记，可偏向）对象的存储内容见下表： （2）另一部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是从数组的元数据中却无法确定数组的大小。
实例数据：
对象真正存储的有效信息，也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。无论是从父类继承下来的还是再子类中定义的，都需要记录起来。这部分的存储顺序会收到虚拟机分配策略（FieldsAllocationStyle）和字段在Java源码中定义顺序的影响。HotSpot虚拟机默认的分配策略为longs/doubles,ints,shorts/chars,bytes/booleans,oops(Ordinary Object Pointers)，从分配策略中可以看出，相同宽度的字段总是被分配到了一起。在满足这个前提条件的情况下，在父类中定义的变量会出现在子类之前。如果CompactFields参数值为true（默认为true），那么子类之中较窄的变量也可能会插入到父类变量的空隙之中。
对齐填充（Padding）
仅仅起着占位符的作用。HotSpot VM的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，而对象头部分正好是8字节的倍数，因此当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。