一、运行时数据区域
1.程序计数器
记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址（如果正在执行的是本地方法则为空）。
2.Java虚拟机栈
描述Java方法执行的内存模型，每个方法执行时都会创建一个栈帧，用于储存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
一个栈帧在虚拟机中的入栈到出栈也就是对应着方法的调用到完成。
局部变量表储存了编译期可知的各种基本类型和对象引用类型(不等同于对象，只是用来指向对象起始地址的引用指针)，在编译期就能完成所需内存的分配。
3.本地方法栈
本地方法栈与虚拟机栈类似，但是本地方法栈是为了Native方法而服务的。
以上三个区域为线程私有，下面四个区域为线程共享。
4.Java堆
Java堆是Java程序员在虚拟机中最关心与内存分配关系最密切的一个区域，也是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。
唯一目的就是存放对象实例，几乎所有内存都在这分配内存。所以也是垃圾收集器管理的主要区域，因此也叫GC堆。由于大多数虚拟机采用分带收集算法，因此可以细致分为：新生代和老年代，再细致还有Eden、From Survivor、To Survivor等。
5.方法区
用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
和堆一样不需要连续的内存，并且可以动态扩展，动态扩展失败一样会抛出 OutOfMemoryError 异常。
对这块区域进行垃圾回收的主要目标是对常量池的回收和对类的卸载，但是一般比较难实现。
6.运行时常量池
是方法区的一部分。用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。
除了在编译期生成的常量，还允许动态生成，例如 String 类的 intern()。
7.直接内存
不是虚拟机运行时数据区域，在 JDK 1.4 中新加入了NIO类，它可以使用 Native函数库直接分配堆外内存），然后通过一个存储在 Java 堆里的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。
这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据。
二、垃圾收集
垃圾收集主要针对Java堆和方法区。
判断对象是否存活
1.引用计数算法
给对象添加一个引用计数器，当对象增加一个引用时计数器加1，引用失效时计数器减 1。引用计数为 0 的对象可被回收。
缺点：两个对象出现循环引用的情况下，此时引用计数器永远不为 0，导致无法对它们进行回收。
public class ReferenceCountingGC {
public Object instance = null;
public static void main(String[] args) {
ReferenceCountingGC objectA = new ReferenceCountingGC();
ReferenceCountingGC objectB = new ReferenceCountingGC();
objectA.instance = objectB;
objectB.instance = objectA;
}
}
2.可达性分析算法
是目前判断对象是否存活的主流实现方法。
基本思路：通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些结点向下搜索，搜索走过的路径称为引用链，当一个对象不在任何引用链中时表明该对象是不可用的，也就是“死了”。
在Java中可作为GC Roots的对象包括以下几种：
- 虚拟机栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象
- 方法区中类静态属性引用的对象
- 方法区中常量引用的对象
- 本地方法栈中JNI（Native方法）引用对象
3.对象的自救
其实在进行可达性分析后发现对象不可达，那么也不是意味着对象非死不可，这时候他们处于一个可以理解为缓刑的阶段,此时还有自救的机会。真正宣告一个对象的死亡，需要经过两次标记:第一次标记由可达性分析确认，第二次标记需要进行一次筛选，筛选的条件是该对象是否有必要执行finalize()方法，若没有必要执行则会被打上第二次标记，被回收。
finalize()没必要执行条件：
- 当前对象没有覆盖finalize()方法
- 当前对象已经调用过finalize()方法
当finalize()方法被判定为有必要执行后，该对象会被放置在一个F-Queue的队列之中，并稍后会有一个虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizee线程去执行它(finalize方法)。所以此时有一个自救的机会，在该方法中将自己(this)赋值给某个类变量或者某个对象的成员变量。
垃圾回收算法
1.标记-清除算法
- 标记阶段： 标记出所有需要被清除的对象
- 清除阶段： 清除所有被标记的对象
缺点：
- 效率问题：标记和清除过程的效率都不是很高
- 空间问题：标记清除之后会产生大量的内存碎片，造成内存的浪费。
2.复制算法
为了解决标记清除的这些问题，复制算法产生了。
思路：将内存分为大小相等的两块，每次只用一块，当这一块存满之后，就将这一块中还存活的对象复制到另一块中去，然后将已使用过的内存空间一次清理掉。
优点：每次都是对整个半区进行内存回收，所以就不用考虑内存碎片的情况了。
缺点：内存可用区域减半，代价太大。而且在对象存活率较高的时候需要进行较多的复制。
3.标记-整理算法
思路：标记与标记清除算法一样，但后续阶段是对存活对象进行移动，进行整理将存活对象聚合在一起，在清理掉聚合区域边界外的内存。
4.分代收集算法
分代收集算法就是按照对象的存活周期将内存进行分区，不同的区域使用不同的收集算法。一般是将Java堆分为新生代和老年代，新生代的对象存活率低所以适合采用复制算法，老年代的对象存活率高所以适合采用标记-清除算法或者标记-整理算法