自动内存管理机制
- java内存区域与内存溢出异常
- 垃圾收集器与内存分配策略
- 虚拟机性能监控与故障处理工具
- 调优案例分析与实战
java虚拟机运行时数据区，如下图所示： 
- 程序计数器：
一块较小的内存空间，可以看做时当前线程所执行的字节码的行号指示器。
由于Java虚拟机的多线程时通过线程轮流切换并分配执行时间的方式来实现的，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都拥有一个独立的程序计数器。称这类内存区域为“线程私有”的内存。
此区域是唯一一个没有OutOfMemoryError情况的区域。 - java虚拟机栈：
java虚拟机栈也是线程私有的，生命周期与栈相同。描述的是java方法执行的内存模型：每个方法被执行时都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存放局部变量表、操作数栈、动态连接和方法出口等信息。
java虚拟机栈的局部变量表存放了编译期可知的各种java基本类型数据、对象引用(reference类型，并不是对象本身，可能是指针或者句柄)和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。
局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，进入一个方法时，这个方法需要分配多大的局部变量空间是完全确定的，在方法运行期间不会改变局部变量表大小。
这个区域有两种异常状况：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，抛出*Error异常；如果扩展时无法申请到足够的内存，则抛出OutOfMemoryError。 - 本地方法栈：
本地方法栈与java虚拟机栈作用类似，区别是：java虚拟机栈是为虚拟机执行java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈是为虚拟机使用的Native方法服务。
虚拟机规范中对本地方法栈中的方法使用的语言、使用方式和数据结构并没有强制规定，因此具体的虚拟机可以自行实现它（Sun HotSpot直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一）。
也会抛出*Error和OutOfMemoryError。 - 堆：
是java虚拟机所管理的内存中最大的一块，是所有线程共享的内存区域，在虚拟机启动时创建。目的是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。
是垃圾收集器管理的主要区域。从内存回收角度看，可以细分为：新生代和老年代；再细致分，有Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间等。
可以处于物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。在实现上即可以是固定大小的，也可以是可动态扩展的。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆大小也无法在扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。 - 方法区：
用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。
方法区中最重要的部分是运行时常量池。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，用于存放编译期生成的各种字面变量、符号引用、直接引用等，这些内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中，另外在运行期间也可以将新的常量存放到常量池中，如String的intern()方法。
方法区和运行时常量池在无法满足内存分配时，也会抛出OutOfMemoryError异常。 - 直接内存：
直接内存并不是java虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中定义的内存区域，但是在java开发中还是会使用到。
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- 对象的创建：为新生对象分配内存（指针碰撞分配方式和空闲列表分配方式）
- 对象的内存布局：
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为3块区域：
对象头包含两部分信息：1，用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码、GC分代年龄等。2，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时哪个类的实例。
实例数据是对象真正存储的有效信息。
对齐填充没有特别的含义，仅仅起着占位符的作用。 - 对象的访问定位：
主流的两种访问方式：句柄和直接指针。
句柄好处：reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的示例数据指针，reference不需要修改。
直接指针：速度更快，节省了一次指针定位的时间开销。
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- java堆溢出：
堆用于存储对象实例，只要不断创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径，那么当对象数量到达最大堆容量限制后就会产生内存溢出异常。
- 虚拟机栈和本地方法栈溢出
由于HotSpot虚拟机不区分java虚拟机栈和本地方法栈，因此对于HotSpot虚拟机来说-Xoss参数(设置本地方法栈大小)虽然存在，但是实际上是无效的，栈容量只能由-Xss参数设定。
两种异常：1，如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，抛出*Error异常；2，如果虚拟机在扩展栈是无法申请到足够的内存空间，抛出OutOfMemoryError异常。 - 方法区和运行时常量池溢出
运行时常量池属于方法区的一部分，可以使用-XX:PermSize=10m和-XX:MaxPermSize=10m将永久代最大内存和最小内存设置为10MB大小，并且由于永久代最大内存和最小内存大小相同，因此无法扩展。
- 本地直接内存溢出
Java虚拟机可以通过参数-XX:MaxDirectMemorySize设定本机直接内存可用大小，如果不指定，则默认与java堆内存大小相同。