一、java类的生命周期

1.加载(把class文件的数据加载到jvm内存的元空间)
2.连接
	验证	验证语法是否正确
	准备	给静态变量做内存分配和默认值分配
	识别	解析常量池
3.初始化
	静态变量赋初始值
	静态代码块执行
4.使用(被jvm使用)
5.卸载(如果在程序中没有再使用到这个类,这个类会被从jvm内存中清除)

二、程序执行过程

在谈 JVM 内存区域划分之前，我们先来看一下 Java 程序的具体执行过程

Java 源代码文件经过编译器编译后生成字节码文件，然后交给 JVM 的类加载器，加载完毕后，交给执行引擎执行。在整个执行的过程中，JVM 会用一块空间来存储程序执行期间需要用到的数据，这块空间一般被称为运行时数据区，也就是常说的 JVM 内存。

​ 所以，当我们在谈 JVM 内存区域划分的时候，其实谈的就是这块空间——运行时数据区。

三、运行时数据区

运行时数据区可以分为以下几个部分

01、程序计数器

​ 程序计数器（Program Counter Register）所占的内存空间不大，很小一块，可以看作是当前线程所执行的字节码指令的行号指示器

02、Java 虚拟机栈

Java 虚拟机栈中是一个个栈帧，每个栈帧对应一个被调用的方法。当线程执行一个方法时，会创建一个对应的栈帧，并将栈帧压入栈中。当方法执行完毕后，将栈帧从栈中移除。栈遵循的是后进先出的原则，所以线程当前执行的方法对应的栈帧必定在 Java 虚拟机栈的顶部。

1）局部变量表

顾名思义，就是用来存储方法中的局部变量的，包括方法的参数。对于基本数据类型的变量，直接存储变量的值；对于引用类型的变量，存储的是对象的引用。局部变量表的大小在编译期间就确定了，程序执行期间，它的大小是不会改变的。

2）操作数栈

表达式的计算是在操作数栈中完成的。当一个方法刚开始执行的时候，这个方法的操作数栈是空的，在方法的执行过程中，会有各种字节码指令往操作数栈中写入和提取内容，也就是入栈/出栈操作。例如，在做算术运算的时候是通过操作数栈来进行的，又或者在调用其他方法的时候是通过操作数栈来进行参数传递的。

3）指向运行时常量池的引用

当前方法所属的类的运行时常量池的引用，引用其他的常量类或者使用字符串常量池中的字符串。

4）方法返回地址

方法执行完（不论是正常执行还是发生了异常）后需要返回到方法被调用的位置，程序才能继续执行，方法返回地址保存一些用来帮助恢复上层方法的执行状态的信息。

5）动态链接

每个栈帧都包含了一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态链接。

03、本地方法栈

本地方法栈与 Java 虚拟机栈类似，区别是本地方法栈执行的是本地方法，也就是带有 native 关键字修饰的方法。

04、堆

堆是所有线程共享的一块内存区域，在 Java 虚拟机启动的时候创建，用来存储对象（数组也是一种对象）。

以前，Java 中“几乎”所有的对象都会在堆中分配，但随着 JIT（Just-In-Time）编译器的发展和逃逸技术的逐渐成熟，所有的对象都分配到堆上渐渐变得不那么“绝对”了。从 JDK 7 开始，Java 虚拟机已经默认开启逃逸分析了，意味着如果某些方法中的对象引用没有被返回或者未被外面使用（也就是未逃逸出去），那么对象可以直接在栈上分配内存。

05、元空间

JDK 8 的时候，原有的方法区（更准确的说应该是永久代）被彻底移除，取而代之的是元空间。

和堆一样，是线程共享的区域，它用来存储已经被 Java 虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等。

JDK 7 的时候，字符串常量池从方法区中拿出来放到了堆中，运行时常量池中的其他东西还在方法区中。

JDK 8 的时候，移除了永久代，也就是说方法区不存在了，取而代之的是元空间。也就意味着字符串常量池在堆中，运行时常量池跑到了元空间。

四.堆的划分

堆内存如何划分，如何回收这些内容对象，有哪些回收算法？

说明：

有GC垃圾收集器回收这些对象；
老年代一般采用标记清除算法；新生代一般复制算法

五.实战：内存溢出的定位与分析

内存溢出在实际的生产环境中经常会遇到，比如，不断的将数据写入到一个集合中，出现了死循环，读取超大的文件等等，都可能会造成内存溢出。如果出现了内存溢出，首先我们需要定位到发生内存溢出的环节，并且进行分析，是正常还是非正常情况，如果是正常的需求，就应该考虑加大内存的设置，如果是非正常需求，那么就要对代码进行修改，修复这个bug。首先，我们得先学会如何定位问题，然后再进行分析。如何定位问题呢，我们需要借助于jmap与MAT工具进行定位分析。

接下来，我们模拟内存溢出的场景。

5.1 内存溢出场景

编写代码，向List集合中添加100万个字符串，每个字符串由1000个UUID组成。如果程序能够正常执行，最后打印ok。

import java.util.*;
public class TestJvmOutOfMemory {
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            String str = "";
            for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                str += UUID.randomUUID().toString();
            }
            list.add(str);
        }
        System.out.println("ok");
    }
}

5.2 使用如下软件监控jvm进行调优