- 介绍下Java内存区域（运行时数据区）。

- Java对象的创建过程（五步，建议能默写出来并且要知道每一步虚拟机做了什么）

对于Java程序员来说，在虚拟机自动内存管理机制下，不再需要像C/C++程序开发程序员这样为内一个new 操作去写对应的delete/free操作，不容易出现内存泄漏和内存溢出问题。正是因为Java程序员把内存控制权利交给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，那么排查错误将会是一个非常艰巨的任务。

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它管理的内存划分成若干个不同的数据区域。

**与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期和线程相同，描述的是Java方法执行的内存模型。**

**Java内存可以粗糙的区分为堆内存（Heap）和栈内存(Stack),其中栈就是现在说的虚拟机栈，或者说是虚拟机栈中局部变量表部分。**

和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是： **虚拟机栈为虚拟机执行Java方法 （也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。** 在HotSpot虚拟机中和Java虚拟机栈合二为一。

Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，Java堆是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，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存。**

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作**GC堆（Garbage Collected Heap）**.从垃圾回收的角度，由于现在收集器基本都采用分代垃圾收集算法，所以Java堆还可以细分为：新生代和老年代：在细致一点有：Eden空间、From Survivor、To Survivor空间等。**进一步划分的目的是更好地回收内存，或者更快地分配内存。**

HotSpot虚拟机中方法区也常被称为 **“永久代”**，本质上两者并不等价。仅仅是因为HotSpot虚拟机设计团队用永久代来实现方法区而已，这样HotSpot虚拟机的垃圾收集器就可以像管理Java堆一样管理这部分内存了。但是这并不是一个好主意，因为这样更容易遇到内存溢出问题。

JDK1.4中新加入的**NIO(New Input/Output)类**，引入了一种基于**通道（Channel）** 与**缓存区（Buffer）** 的I/O方式，它可以直接使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。这样就能在一些场景中显著提高性能，因为**避免了在Java堆和Native堆之间来回复制数据**。

本机直接内存的分配不会收到Java堆的限制，但是，既然是内存就会受到本机总内存大小以及处理器寻址空间的限制。

通过上面的介绍我们大概知道了虚拟机的内存情况，下面我们来详细的了解一下HotSpot虚拟机在Java堆中对象分配、布局和访问的全过程。

下图便是Java对象的创建过程，我建议最好是能默写出来，并且要掌握每一步在做什么。

**①类加载检查：** 虚拟机遇到一条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这个类的符号引用，并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、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分配内存：** 在**类加载检查**通过后，接下来虚拟机将为新生对象**分配内存**。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定，为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从Java堆中划分出来。**分配方式**有 **“指针碰撞”** 和 **“空闲列表”** 两种，**选择那种分配方式由 Java 堆是否规整决定，而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定**。

- **CAS+失败重试：** 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。**

**④设置对象头：** 初始化零值完成之后，**虚拟机要对对象进行必要的设置**，例如这个对象是那个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希吗、对象的GC分代年龄等信息。 **这些信息存放在对象头中。** 另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。

在Hotspot虚拟机中，对象在内存中的布局可以分为3快区域：**对象头**、**实例数据**和**对齐填充**。

2. **直接指针：** 如果使用直接指针访问，那么Java堆对像的布局中就必须考虑如何防止访问类型数据的相关信息，reference 中存储的直接就是对象的地址。

**这两种对象访问方式各有优势。使用句柄来访问的最大好处是reference中存储的是稳定的句柄地址，在对象被移动时只会改变句柄中的实例数据指针，而reference本身不需要修改。使用直接指针访问方式最大的好处就是速度快，它节省了一次指针定位的时间开销。**

**1 String对象的两种创建方式：**

**2 String类型的常量池比较特殊。它的主要使用方法有两种：**

- 直接使用双引号声明出来的String对象会直接存储在常量池中。

- 如果不是用双引号声明的String对象，可以使用String提供的intern方String.intern() 是一个Native方法，它的作用是：如果运行时常量池中已经包含一个等于此String对象内容的字符串，则返回常量池中该字符串的引用；如果没有，则在常量池中创建与此 String 内容相同的字符串，并返回常量池中创建的字符串的引用。

**3 String字符串拼接**

1. Integer i1=40；Java在编译的时候会直接将代码封装成Integer i1=Integer.valueOf(40);，从而使用常量池中的对象。