Java GC（Garbage Collection，垃圾回收）机制，是Java与C++/C的主要区别之一，作为Java开发者，一般不需要专门编写内存回收和垃圾清理代码，对内存泄露和溢出的问题，也不需要像C程序员那样战战兢兢。这是因为在Java虚拟机中，存在自动内存管理和垃圾清扫机制。概括地说，该机制对JVM（Java Virtual Machine）中的内存进行标记，并确定哪些内存需要回收，根据一定的回收策略，自动的回收内存，永不停息（Nerver Stop）的保证JVM中的内存空间，防止出现内存泄露和溢出问题。
我们将根据 《深入理解JAVA虚拟机》第二版的内容进行依次的讲解。
首先，我们需要直销的就是Java内存区域的相关知识。我们将介绍虚拟机内存的各个区域，区域的作用、服务对象和其中可能的问题。
一、运行时数据区域
Java虚拟机运行时内存划分主要如下图所示：
1）程序计数器
可以把程序计数器看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。最主要的作用是，Java虚拟机在执行多线程的时候，是通过轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的，如果需要当切换到当前线程过后能够回到正确的位置上，就需要程序计数器来实现。
程序计数器是线程私有的 这点很容易理解，只有拥有它的线程能够改变它，不然上面所描述的过程会出现很大的问题。
如果线程执行的是一个Java方法，计数器记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址，如果是Native方法，计数器值为空（Undefined）。
2）Java虚拟机栈
Java虚拟机栈是线程私有的。
Java虚拟机栈是描述Java方法执行的内存模型，每个方法在运行时都会有一个栈帧，具体的模型在后面讲Java字节码执行引擎的时候会详细讲解，在这里我们可以先给出一幅图：
其中包括的局部变量表，操作数栈，动态链接和返回地址，其中具体的功能和地址在后面详细讲解，这里给出相信会让这里的一些概念理解给予帮助。
每一个方法从调用到执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
在这里给出局部变量表的部分功能和性质：局部变量表存放方法内部的局部变量，包括编译期的基本数据类型（boolean, byte, char, short, int, float, long, double），对象引用（一般是一个指向对象的引用指针）和returnAddress类型。其中long和double会占用两个局部变量空间（Slot），其余都占1个局部变量空间。具体的流程和相关知识讲解都放在讲解字节码执行引擎进行。
3）本地方法栈
本地方法栈和Java虚拟机栈非常相似，只不过执行的是本地方法
本地方法栈为线程私有
4）Java堆
首先，Java堆是线程共享的，几乎所有的对象实例都放在这里，进行分配内存
Java堆可以细分为两个代（Generation）：新生代和老年代。根据GC算法的不同，早新生代和老年代中还可以接着细分。这一点后面讲垃圾回收的时候会讲解。
需要注意的是，Java堆在物理地址上是不连续的，但是在逻辑地址上是连续储存的。当然也有可能在物理地址上是连续储存的。主要根据GC算法的不同而不同。
5）方法区
和Java堆一样，方法区试线程共享的，用于储存虚拟机家在的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码（就是储存字节码文件——.class文件）等数据。
很重要的一点是，对hotspot虚拟机上进行开发和部署的开发者来说，很多人愿意把方法区称为“永久代”。在《深入理解Java虚拟机》一书中提到，本质上两者并不等价，仅仅是因为hotspot虚拟机的设计团队把GC分代手机扩展至方法区，也就是说Full GC包括堆方法区进行的GC操作。
extra：
6）运行时常量池
其实单独列出运行时常量池不太合适，因为运行时常量池是方法区的一部分，用来储存class文件中的常量池（关于常量池的相关信息和分析会在讲解类文件时详细进行讲解）。
7）直接内存
直接内存其实不是Java虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域，但是它仍然被频繁的使用
JDK1.4种新加入了NIO（new Input/Output）类，引入了一种基于通道（Channal）和缓冲区（Buffer）的I/O方式，使用Native函数库直接进行堆外内存的分配操作。通过一个DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
