【JVM】Java堆初探
Java堆被所有线程共享，在Java虚拟机启动时创建。是虚拟机管理最大的一块内存，也是垃圾回收的主要区域
主要采用分代回收算法，堆进一步划分主要是为了更好的回收内存或更快的分配内存
Java虚拟机规范的描是：所有的对象实例以及数组都要在堆上分配。
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不过随着JIT编译器的发展与逃逸分析技术的逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化技术将会导致一些微妙的变化发生，所有的对象都分配在堆上也渐渐变得不是那么“绝对”了
堆得内存划分
堆的整体划分(堆大小 = 新生代 + 老年代)
堆的大小可通过参数 –Xms（堆的初始容量）、-Xmx（堆的最大容量） 来指定
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新生代被细分为 Eden 和 两个 Survivor 区域，这两个 Survivor 区域分别被命名为 from 和 to
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默认的，edem : from : to = 8 : 1 : 1
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eden = 8/10 的新生代空间大小
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from = to = 1/10 的新生代空间大小
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可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定
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JVM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的
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新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间，有10%为空闲状态
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内存的分配原则
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优先在 Eden 分配,如果 Eden 空间不足虚拟机则会进行一次 MinorGC
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大对象直接接入老年代,大对象一般指的是很长的字符串或数组
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长期存活的对象进入老年代，每个对象都有一个age，当age到达设定的年龄的时候就会进 入老年代，默认是15岁
内存的分配方式
内存分配的方法有两种:指针碰撞(Bump the Pointer)和空闲列表(Free List)
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指针碰撞
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内存地址是连续的
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使用Serial 和 ParNew 收集器
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空闲列表
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内存地址不连续
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CMS 收集器和 Mark-Sweep 收集器
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内存分配安全问题
在分配内存的同时，存在线程安全的问题，即虚拟机给A线程分配内存过程中，指针未修改，B线程可能同时使用了同样一块内存
在JVM中有两种解决办法
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CAS，比较和交换（Compare And Swap）
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CAS 是乐观锁的一种实现方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。虚拟机采用 CAS 配上失败重试的方式保证更新操作的原子性
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TLAB，本地线程分配缓冲(Thread Local Allocation Buffer即TLAB)
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为每一个线程预先分配一块内存，JVM在给线程中的对象分配内存时，首先在TLAB分配，当对象大于TLAB中的剩余内存或TLAB的内存已用尽时，再采用上述的CAS进行内存分配
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创建对象的内存分配流程
Student stu = new Student();
对象的内存布局
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对象在内存中存储的布局可以分为三块区域 ：
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对象头（Header）
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实例数据（Instance Data）
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对齐填充（Padding）
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对象头
对象头包括两部分信息 ：
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一部分是用于存储对象自身的运行数据，如 哈希码（HashCode），GC分代年龄，锁状态标志，线程持有的锁，偏向线程ID，偏向时间戳 等
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另一部分是类型指针，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是哪一个类的实例。当对象是一个java数组的时候，那么对象头还必须有一块用于记录数组长度的数据，因此虚拟机可以通过普通java对象的元数据信息确定java对象的大小，但是从数组的元数据中无法确定数组的大小
实例数据
存储的是对象真正有效的信息
对齐填充
这部分并不是必须要存在的，没有特别的含义，在jvm中对象的大小必须是8字节的整数倍，而对象头也是8字节的倍数，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全
对象访问方式
访问方式一共有两种：句柄、直接指针 句柄：稳定，对象被移动只要修改句柄中的地址 直接指针：访问速度快，节省了一次指针定位的开销
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通过句柄方式访问对象
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通过直接指针访问对象
数组的内存分析
一维数组
int[] arr1 = new int[3]; int[] arr2 = arr1; arr2[0] = 20;
二维数组
int[][] array = new int[3][]; array[0][] = new int[1]; array[1][] = new int[2]; array[2][] = new int[3];
