从原理聊JVM（一）：染色标记和垃圾回收算法
内容提要
本文介绍了JVM的内存分配、GC、编译等知识，并详细解释了JVM的运行时内存划分、对象的内存布局、标记的方法和流程、分代模型、垃圾回收算法等内容。
延伸解读
方法区实现变迁：永久代到元空间
JDK1.8之前，HotSpot用永久代实现方法区，内存分配在JVM虚拟机中；1.8之后改为元空间，使用本地内存。这一变化是因为运行期间加载的类所占空间不可控，使用本地内存可避免对JVM内存造成影响。方法区无法满足内存分配需求时，会抛出OutOfMemoryError。
三色标记法的并发问题与解决方案
三色标记法在并发标记时可能出现对象漏标：黑色对象新增对白色对象的引用，或灰色对象删除对白色对象的引用，都可能导致存活对象被误清除。增量更新（如CMS）在黑色对象新增引用时将其改回灰色，后续重新扫描；原始快照（如G1、Shenandoah）则记录灰色对象删除的引用，结束后重新扫描，但会产生浮动垃圾。
分代模型与跨代引用优化
基于弱分代、强分代和跨代引用假说，堆分为年轻代和年老代。年轻代对象朝生夕灭，GC频繁；年老代对象存活久，GC较少。跨代引用极少，因此使用记忆集记录非收集区域指向收集区域的指针，卡表是其粗粒度实现，通过写屏障维护，可减少Minor GC时扫描整个年老代的开销。
垃圾回收算法的适用场景
标记-清除会产生内存碎片；标记-复制无碎片但需两倍空间，优化后使用Eden和Survivor区（8:1:1），仅浪费10%空间，适合年轻代；标记-整理避免碎片和空间浪费，但移动对象成本高，适合年老代。实际中可先标记-清除，碎片率高时再标记-整理。
Q&A
JVM的运行时内存划分包括哪些区域？
JVM的运行时内存划分包括方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器。
什么是三色标记法，它的作用是什么？
三色标记法用于可达性分析，通过将对象标记为白色、灰色和黑色来判断对象的存活状态。
JVM中如何判断对象是否需要被回收？
可以通过引用计数法和可达性算法来判断对象是否需要被回收。
什么是分代模型，它的基本假设是什么？
分代模型将对象分为年轻代和年老代，基本假设是大多数对象是短命的，存活时间越长的对象越难以被回收。
标记-清除算法的缺点是什么？
标记-清除算法的缺点是会产生内存碎片，可能导致后续无法找到足够的连续内存。
JVM中OopMap的作用是什么？
OopMap用于快速找到GC Root，帮助垃圾收集器在回收时定位对象引用。
