在java中，在虚拟机自动内存管理机制的帮助下，不再需要为每一个new操作去写配对的delete/free代码，不容易出现内存泄漏和内存溢出问题。但正是因为Java程序员把控制内存的权力交给了Java虚拟机，一旦出现内存泄漏和溢出方面的问题，如果不了解虚拟机是怎样使用内存的，那排查错误、修正问题将会成为一项异常艰难的工作
本章主要了解Java虚拟机的内存管理
包括Java虚拟机内存的各个区域，以及区域的作用、服务对象和可能产生的问题
运行时数据区域
Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域
有各自的用途，以及创建和销毁的时间
java虚拟机规范 JDK12版本的
运行时数据区域详细解读
程序计数器（Program Counter Register）（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。每条线程都需要有一个独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储，我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。如果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；如果正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（Undefined）。
Java虚拟机栈(Virtual Machine Stack) 线程私有 它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：每个方法被执行的时候，Java虚拟机都会同步创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程
局部变量表存储内容: 编译期可知的各种Java虚拟机基本数据类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用和returnAddress类型
本地方法栈（Native Method Stacks）本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务。其作用与虚拟机栈为执行java方法本质相同
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及数组。Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中，但在逻辑上它应该被视为连续的
Java堆异常情况：如果在Java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，Java虚拟机将会抛OutOfMemoryError异常。
方法区（Method Area）：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型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
根据《Java虚拟机规范》的规定，如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
代的概念？？
方法区——运行时常量池（Runtime Constant Pool）
Class文件有一项信息是常量池表（Constant Pool Table），用于存放编译期生成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是说，并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常
量池，运行期间也可以将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用得比较多的便是String类的intern()方法。既然运行时常量池是方法区的一部分，自然受到方法区内存的限制，当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常
不属于运行时数据区的内存–直接内存 可能导致OutOfMemoryError
可能导致OutOfMemoryError异常出现
NIO（New Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（Buffer）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。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。
显然，本机直接内存的分配不会受到Java堆大小的限制，但是会受到本机总内存的限制，一般服务器管理员配置虚拟机参数时，经常忽略掉直接内存，使得该内存区域总和大于物理内存限制（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。
HotSpot虚拟机在Java堆中对象分配、布局和访问的全过程
1.检查并类加载：Java虚拟机遇到一条字节码new指令时，首先将去检查这个指令的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被加载、解析和初始化过。如果没有，那必须先执行相应的类加载过程**
2.为新生对象分配内存**：对象所需内存的大小在类加载完成后便可完全确定
假设Java堆中内存是绝对规整的，所有被使用过的内存都被放在一边，空闲的内存被放在另一边，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空间方向挪动一段与对象大小相等的距离，这种分配方式称为“指针碰撞”（Bump The Pointer）。
如果Java堆中的内存并不是规整的，已被使用的内存和空闲的内存相互交错在一起，那
就没有办法简单地进行指针碰撞了，虚拟机就必须维护一个列表，记录上哪些内存块是可用的，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，并更新列表上的记录，这种分配方式称
为“空闲列表”（Free List）
3.考虑线程安全问题：可能出现正在给对象A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况
一种是对分配内存空间的动作进行同步处理——实际上虚拟机是采用CAS配上失败
重试的方式保证更新操作的原子性；另外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堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local AllocationBuffer，TLAB），哪个线程要分配内存，就在哪个线程的本地缓冲区中分配，只有本地缓冲区用完了，分配新的缓存区时才需要同步锁定。
4.将内存空间初始化为零值，虚拟机必须将分配到的内存空间（但不包括对象头）都初始化为零值，如果使用了TLAB的话，这一项工作也可以提前至TLAB分配时顺便进行。这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，使程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值
5.要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码（实际上对象的哈希码会延后到真正调用Object::hashCode()方法时才计算）、对象的GC分代年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头（Object Header）之中
至此，new指令完成，接着执行()方法对对象进行初始化
对象在堆内存中的存储布局
可以划分为三个部分：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）
对象头（Header）：
1.Mark word：用于存储对象自身的运行时数据
2. 类型指针：对象指向它的类型元数据的指针，Java虚拟机通过这个指针来确定该对象是哪个类的实例
实例数据（Instance Data）：对象真正存储的有效信息，即我们在程序代码里面所定义的各种类型的字段内容，无论是从父类继承下来的，还是在子类中定义的字段都必须记录起来
对齐填充（Padding）：这并不是必然存在的，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作
用。由于HotSpot虚拟机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，换句话说就是
任何对象的大小都必须是8字节的整数倍。
对象的访问定位
主流的访问方式主要有使用句柄和直接指针两种：
句柄
如果使用句柄访问的话，Java堆中将可能会划分出一块内存来作为句柄池，reference中存储的就
是对象的句柄地址，而句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自具体的地址信息，其结构如图2-2所示。
直接指针
Java堆中对象的内存布局就必须考虑如何放置访问类型数据的相关信息，reference中存储的直接就是对象地址，如果只是访问对象本身的话，就不需要多一次间接访问的开销
句柄的好处：在对象被移动（垃圾收集时移动对象是非常普遍的行为）时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要被修改
直接指针的好处：是速度更快，它节省了一次指针定位的时间开销
