1. 概述

我们运行一个Java程序时，操作系统会相应启动一个JVM进程，同时为这个进程分配一块内存。在这一块内存中，JVM又按照功能的不同划分出不同的小的内存区域。

2. JVM内存划分

JVM将内存划为以下5大部分

堆
方法区
程序计数器
Java虚拟机栈
本地方法栈

其中堆和方法区是全局的，即所有线程共享，而程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈是线程私有的。下面看看各个区域的具体内容。

2.1. 堆

堆是JVM中的重点区域，几乎所有的对象实例都在堆区分配内存，即new出来的对象都会存放在堆区中。

在Java应用程序中，一般而言，大部分对象创建出来只需存活（存在引用）一会，只有少数对象需要长期存活。根据对象在JVM中的生命周期不同，堆的区域又会细分为新生代和老年代，而新生代又可以细分为：Eden区和两个Survivor区。可以参照以下示例图：

为啥要区分新生代和老年代？
这和垃圾回收有关，新生代中的对象其特点是创建之后很快就会被回收，需要复制算法的垃圾回收器对其进行回收；而老年代中对象的特点是需要长期存在，需要标记-清除的垃圾回收器对其进行回收。

2.1.1 对象在堆中的分配策略

JVM会按照一定的规则来创建对象，这些规则为新创建的对象在堆的哪一块区域分配空间，新生代中的对象什么时候会转移到老年代中去？

对象优先分配在新生代的Eden区；
大对象直接进入老年代，可以通过-XX:PretenureSizeThreshold进行设置；

以下为从新生代转移到老年代的规则：

长期存活的对象将进入年老代，对象在新生代中每熬过一次垃圾回收，年龄就加一岁，默认当年龄达到15岁（也可以通过-XX:MaxTenuringThreshold进行设置），就会进入老年代。
新生代垃圾回收之后，存活大象太多，一块Survivor区域放不下，大量对象会直接进入老年代；
动态对象年龄判断机制。当年龄1+年龄2+年龄n的多个年龄对象的大小总和超过了单个Survivor内存的50%，此时就会把年龄n及以上的对象放入老年代。
老年代空间担保机制。每次在进行Young GC之前，都会进行一段逻辑的判断，具体判断规则如下所示：

空间担保机制

2.1.2. 短期存活对象和长期存活对象

咱们平时代码里创建的对象，一般可以分为两种：

短期存活对象，分配在Java堆内存之后，又会被垃圾回收器迅速回收掉。这种对象存在新生代中；
长期存活对象，需要长期存在于Java堆内存中，让程序可以不断的使用。这种对象最终会存在老年代中。

/**
 * 存活对象示例：
 *     短期存活对象
 *     长期存活对象
 */
public class SurvivingObjectDemo {
    //长期存活对象
    private static LongItem longItem = new LongItem();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        invoke(); // step1
        
        while(true) {
            longItem.m1();
            Thread.currentThread().sleep(1000);
        }
    }
    
    private static void invoke() {
        // 短期存活对象
        ShortItem shortItem = new ShortItem();
        shortItem.m2();
    }
    
    private static class LongItem {
        public void m1(){
            System.out.println("longItem m1");
        }
    }

    private static class ShortItem {
        public void m2() {
            System.out.println("shortItem m2");
        }
    }
}

运行上述程序，存在一个main线程，而main线程中有一个Java虚拟机。方法的调用会创建栈帧并入栈，方法调用结束栈帧出栈。当程序执行到step1时，jvm的内存情况如下：