JVM 有两种类型的线程：守护线程，非守护线程，只有所有非守护线程都结束之后，JVM才会结束运行，退出。守护线程如GC，非守护线程如main。
操作系统内存与JVM内存的联系与区别
- 操作系统分为栈和堆，栈由操作系统管理，会有操作系统进行自动回收，堆由用户进行分配使用
- JVM内存使用的操作系统的堆，以防JVM分配的内存被操作系统回收
- JVM本地方法栈指的是操作系统的栈
- 操作系统的PC寄存器，是计算机上的存储硬件，与内存条一样的硬件，但是寄存区位于CPU内，被称为Cache，用于加快数据访问速度；内存是外挂在CPU的数据总线上的
- JVM PC寄存器位于操作系统的堆中
JVM规范中的内存空间
1- JVM PC寄存器
PC寄存器配合字节码解释器，选取下一条字节码指令来解释执行，线程私有，每个线程都有一个PC寄存器。为了确保切换线程后能恢复到原来进程正确的执行位置。如果执行的不是Java方法，而是本地方法Native Method，这个计数器值为空（Undefined），如果是Java方法则保存的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址，可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器，会自增取下一条字节码指令的地址。这是JVM 规范的唯一没有OutMemoryError的内存区域。
2- Java 虚拟机栈
- 当启动一个线程时，JVM就会给这个线程分配一个栈，所以栈的生命周期是和线程一样的。
- Java方法执行的内存模型：每个Java方法的执行都会创建一个栈帧（Stack Frame），方法的调用到执行完毕（正常退出，或者异常退出）对应着一个栈帧的入栈和出栈的过程
- 一个栈帧包括：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等。
栈帧结构：
- 局部变量表：存放的是编译期间可知的基本数据类型，和对象的引用，比如方法的参数变量，还有方法内的局部变量；需要注意的是如果这个方法是普通的方法，那么还会有自己的本身对象的一个引用（this，索引为0），如果是静态方法就没有这个自身对象的引用。一个单位局部变量空间为32位，64位长度的long和double数据类型会占用两个局部变量空间。变量通过声明的顺序的索引来进行访问的，
- 操作数栈（Operand Stack）：是一个存储中间变量结果的栈结构，只能通过入栈和出栈来进行访问。Java虚拟机指令是主要是通过操作数栈来获取操作数（Operand）的，而不是寄存器。
int a = 100;
int b = 98;
// iload_0,iload_1,iadd,istore_2
//iload指令是指将局部变量表中一个int变量加载到操作栈中
//iadd指令弹出操作数栈的两个变量，进行加法运算，然后将结果压入栈中
//istore指令是指将操作栈一个数值存储到局部变量表中
int c = a+b;
操作数栈
- 动态链接（待续）
- 方法出口（待续）
- 通常程序员所说的栈指的就是虚拟机的局部变量表。
- 两种异常：StackOverflowError（栈空间溢出），当线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将会抛出此异常；OutMemoryError（栈空间拓展内存溢出），当虚拟机栈支持动态拓展时，如果在扩展时无法申请到足够的内存时，就会抛出此异常。
3- 本地方法栈（Native Method）
- 本地方法栈和虚拟机栈的作用是一样的，只是服务的对象不一样，虚拟机方法栈是为虚拟机执行java方法（字节码）服务的，而本地方法栈是为虚拟机执行Native方法服务的。
- Sun HotSpot 直接将本地方法栈和虚拟机栈 合二为一。
- 两种异常：和虚拟机栈一样
4- Java堆（Java Heap）
- 所有线程共享的内存区域，与虚拟机同生命周期。
- 主要任务是存储对象实例，基本上所有对象实例和数组都在Heap上分配空间，但是也不这么绝对，因为编译器优化。
- Java堆是一块很大的内存区域，为了加速GC回收的效率，把这个堆有按照不同粒度进行细分
- 按代划分 新生代，老年代；再细分为：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor 空间。
- 从内存分配的角度: TLAB（Thread Local Allocation Buffer）：线程共享Heap中可以多个线程私有的分配缓存。
- GC的主要回收区域
- 物理存储上不一定连续，只要逻辑上连续即可；堆空间可以拓展（通过-Xmx，-Xms来控制）。
- 异常：OutMemoryError 当堆中没有可用内存来存储对象实例
5- 方法区（Method Area）
所有线程共享的内存区域，与虚拟机同生命周期。
存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、编译后的代码等
按照代划分，方法区在HotSpot中被划分为永久代（Permanent Generation）
不需要物理连续的存储空间，可拓展（通过 -XX:MaxPermSize，-XX:MinPermSize）
永久代并不永久，GC会对常量池的回收，以及类型的卸载。
异常：OutMemoryError，当方法区无法满足内存分配时。
-
运行时常量池（Runtime Constant Pool）
- 是方法区的一部分，Class文件中除了有版本、字段、方法、接口等描述信息，还会有一项信息是常量池，用于存放编译期间生成的各种字面量和符号引用以及翻译后的直接引用，这部分内容将在类加载后存放在方法区的运行时常量池中。
- 运行时常量池中的常量，不一定来源于一开始加载的Class文件（编译期间产生常量），也可以在运行时将新的常量放入常量池中，这是运行时常量池动态性的体现。
JVM规范外的内存空间 -- 直接内存（Direct Memory）
- 不是虚拟机内存模型以及数据区的一部分，但是频繁使用，特别是NIO中，基于通道（channel）与缓冲区（Buffer）的I/O方式
- 通过Native函数库直接分配堆外内存，能在一些场景下显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据
- 不会受到Java堆的大小影响，主要取决于本机的内存，以及处理器的寻址空间。
- OutMemoryError：虚拟机参数设置时，将虚拟机内存设置超出物理内存或者操作系统的限制时，导致动态拓展时导致内存溢出。
java7内存布局的变化
从JDK7开始永久代的移除工作，但永久代仍然存在于JDK7，并没有完全的移除。
- 符号引用(Symbols)转移到了native heap（java堆外）;
- 字面量(interned strings)和类的静态变量(class statics)转移到了java heap。
- Class元数据还在方法区上
java8 元空间
元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现，用于存放Class元数据。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存，这部分内存区域间接被GC管理。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制，但是实际使用上如果不设置大小，可能耗尽系统内存。
参考链接：
TLAB与PLAB
http://www.jianshu.com/p/2343f2c0ecc4
http://www.jianshu.com/p/cd85098cca39
NIO-Buffer
http://www.jianshu.com/p/fb832bc2cc32
Java 8 元数据空间
http://blog.csdn.net/zhushuai1221/article/details/52122880
