一、Java内存区域与内存溢出异常

     java虚拟机在运行java程序时将它所管理的内存区域划分为程序计数器、java虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区这几个运行时数据区。

          1.1、程序计数器：一块很小的内存，它的作用是当前线程正在执行字节码的行号指示器。（线程私有）

      java虚拟机多线程是通过线程轮流切换执行处理器时间的方式实现的，任何一个确定时刻，一个处理器只会执行一个线程的某个指令，为了多个线程切换后能正确的执行，每个线程都需要一个程序计数器，各个线程的程序计数器互不影响，我们称之为“线程私有”。

          1.2、java虚拟机栈（线程私有）：是描述java方法执行的内存模型，用于存放局部变量、操作栈、动态链接、方法出口等信息，会抛出StackOverflowError、OutOfMemoryError异常。

          1.3、本地方法栈（线程私有）：和java虚拟机栈很像，只不过它是为执行Native方法服务，会抛出StackOverflowError、OutOfMemoryError异常。

          1.4、堆（所有线程共享）：唯一的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；它是垃圾收集器管理的主要区域，也称为GC堆，会抛出OutOfMemoryError异常。

          1.5、方法区（所有线程共享）：存储类信息、常量、静态变量等（运行时常量池属于方法区的一部分），会抛出OutOfMemoryError异常。

     直接内存：在jdk1.4中新加入了NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式，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堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。当本机内存不够时会抛出OutOfMemoryError异常。

     对象访问举例

[java] view plaincopy

1.  Object obj = new Object();  

假设这句代码出现在方法体中：其中“Object obj”这段语法定义将反映到虚拟机栈的本地变量表中，“new Object();”这部分将反映到java堆中形成一块存储改对象的内存区域，其次在堆中必须还需包含到能查到该对象类型数据（对象类型、父类型、实现的接口、方法等）地址信息，这些数据存放在方法区中。

二、垃圾收集器与内存分配策略

      垃圾收集（GC）主要针对堆、方法区进行内存回收，需要完成三件事：1.那些内存需要回收、2.什么时候回收、 3.如何回收

      判断对象是否存活算法：引用计数算法、根搜索算法

          1.引用计数算法：给对象添加一个引用计数器，引用该对象则计数器+1，取消引用则-1，如果计数器为零就认为对象已死，可回收（该方法无法解决对象间互相引用的问题）

[java] view plaincopy

1.  objA.instance = objB;   objB.instance = objA;  

          2.根搜索算法：通过一系列名为“GC Roots”的对象作为根节点，然后通过这些节点往下搜索，搜索经过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链时，可以认为对象已死，可回收。在java语言中，可作为GC Roots的对象包括以下几个方面：

              1.虚拟机栈中引用的对象

              2.方法区静态属性引用的对象

              3.方法区常量属性引用的对象

              4.本地栈中引用的对象

      引用：

              在jdk1.2以前java中的引用定义：如果reference类型的数据中存储的数值代表的是另一块内存的起始地址，就称这块内存代表着一个引用

              在jdk1.2以后对引用的概念进行了扩充：分为强引用、软引用、弱引用、虚引用

                  强引用：代码中普遍存在的”Object obj = new Object():”这类引用

                  软引用：描述一些还有用，但并非必须的对象，提供SoftReference类来实现软引用

                  弱引用：也是描述非必须对象的，提供WeakReference类来实现

                  虚引用：最弱的一种引用关系，提供PhantomRefercence类来实现

       方法区（永久代）垃圾收集主要回收两部分的内容：废弃常量和无用的类

                废弃常量：没有再被引用的常量

                废弃类：该类的所有实例都被回收、加载该类的ClassLoader已经被回收、该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法通过反射访问该类的方法

       垃圾收集算法：

                1.标记–清除算法：算法分为标记和清除两个部分，先标记出所有需要回收的对象，然后统一回收被标记的对象。缺点：该算法标记和清除效率都不高，标记清除后会产生大量的不连续内存碎片，分配大对象时可能由于连续内存不够，而导致另一次垃圾回收操作。

                2.复制算法：将内存分为大小相等的两块，开始使用其中的一块，在垃圾回收时将存活的对象复制到另一块内存，然后一次清理掉第一块内存，这种算法的缺点是可使用内存减少了一半。

                3.标记–整理算法：标记部分和标记–清楚算法一样，然后将存活的对象向一端移动，最后清理掉在端边界外的对象。

                4.分代收集算法：根据对象的存活周期将内存分为几块，一般将java堆分为新生代和老年代，在新生代中每次垃圾收集时都有大量对象死去，少量存活使用复制算法，在老年代中对象存活率高，采用标记–清理或标记–整理算法。

        垃圾收集器：可以认为收集算法是内存回收的方法论，垃圾收集器则为具体实现。