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聊聊 JVM 分代模型：年轻代、老年代、永久代
1、背景引入
今天开始，咱们进入第二周的内容，这一周会重点关注JVM内存划分的一些细节。
我会帮助大家更加深入的去理解JVM内存划分的原理细节，以及我们创建的那些对象在JVM中到底是如何分配，如何流动的，这对于大家理解JVM原理有更深一层的帮助。
首先这篇文章作为本周的一个开篇，我们来给大家介绍一下JVM内存的一个分代模型：年轻代、老年代、永久代。
大家现在应该都知道一点，那就是我们在代码里创建的对象，都会进入到Java堆内存中，比如下面的代码：
这段代码，我们稍微做了点改动，在main()方法里，会周期新的执行loadReplicasFromDisk()方法，加载副本数据。
首先一旦执行main()方法，那么就会把main()方法的栈帧压入main线程的Java虚拟机栈
如下图。
然后每次在while循环里，调用loadReplicasFromDisk()方法，就会把loadReplicasFromDisk()方法的栈帧压入自己的Java虚拟机栈
如下图。
接着在执行loadReplicasFromDisk()方法的时候，会在Java堆内存里会创建一个ReplicaManager对象实例
而且loadReplicasFromDisk()方法的栈帧里会有replicaManager局部变量去引用Java堆内存里的ReplicaManager对象实例
如下图：
然后就会执行ReplicaManager对象的load()方法。
2、大部分对象都是存活周期极短的
现在有一个问题，在上面代码中，那个ReplicaManager对象，实际上属于短暂存活的这么一个对象
大家可以观察一下，在loadReplicasFromDisk()方法中创建这个对象，然后执行ReplicaManager对象的load()方法，然后执行完毕之后，loadReplicasFromDisk()方法就会结束。
一旦方法结束，那么loadReplicasFromDisk()方法的栈帧就会出栈，如下图。
然后接着上篇文章已经说过，此时一旦没人引用这个ReplicaManager对象了，就会被JVM的垃圾回收线程给回收掉，释放内存空间，如下图。
然后在main()方法的while循环里，下一次循环再次执行loadReplicasFromDisk()方法的时候，又会走一遍上面那个过程，把loadReplicasFromDisk()方法的栈帧压入Java虚拟机栈，然后构造一个ReplicaManager实例对象放在Java堆里。
一旦执行完ReplicaManager对象的load()方法之后，loadReplicasFromDisk()方法又会结束，再次出栈，然后垃圾回收释放掉Java堆内存里的ReplicaManager对象。
所以其实这个ReplicaManager对象，在上面的代码中，是一个存活周期极为短暂的对象
可能每次执行loadReplicasFromDisk()方法的时候，被创建出来，然后执行他的load()方法，接着可能1毫秒之后，就被垃圾回收掉了。
所以从这段代码就可以明显看出来，大部分在我们代码里创建的对象，其实都是存活周期很短的。这种对象，其实在我们写的Java代码中，占到绝大部分的比例。
3、少数对象是长期存活的
但是我们来看另外一段代码，假如说咱们用下面的这种方式来实现同样的功能：
上面那段代码的意思，就是给Kafka这个类定义一个静态变量，也就是replicaManager，这个Kafka类是在JVM的方法区里的
然后让replicaManager引用了一个在Java堆内存里创建的ReplicaManager实例对象，如下图。
接着在main()方法中，就会在一个while循环里，不停的调用ReplicaManager对象的load()方法，做成一个周期性运行的模式。
这个时候，我们就要来思考一下，这个ReplicaManager实例对象，他是会一直被Kafka的静态变量引用的，然后会一直驻留在Java堆内存里，是不会被垃圾回收掉的。
因为这个实例对象他需要长期被使用，周期新的被调用load()方法，所以他就成为了一个长时间存在的对象。
那么类似这种被类的静态变量长期引用的对象，他需要长期停留在Java堆内存里，这这种对象就是生存周期很长的对象，他是轻易不会被垃圾回收的，他需要长期存在，不停的去使用他。
4、JVM分代模型：年轻代和老年代
接下来就要进入今天的核心主题了，就是JVM的分代模型，年轻代和老年代。
现在大家已经看到，其实根据你写代码方式的不同，采用不同的方式来创建和使用对象，其实对象的生存周期是不同的。
所以JVM将Java堆内存划分为了两个区域，一个是年轻代，一个是老年代。
其中年轻代，顾名思义，就是把第一种代码示例中的那种，创建和使用完之后立马就要回收的对象放在里面
然后老年代呢，就是把第二种代码示例中的那种，创建之后需要一直长期存在的对象放在里面，大家看下图：
比如下面的代码，我们再次来改造一下，再结合图，大家会看的更加的明确一些。
上面那段代码稍微复杂了点，我们解释一下
Kafka的静态变量fetcher引用了ReplicaFetcher对象，这是长期需要驻留在内存里使用的
这个对象会在年轻代里停留一会儿，但是最终会进入老年代，大家看下图。
进入main()方法之后，会先调用loadReplicasFromDisk()方法，业务含义是系统启动就从磁盘加载一次副本数据，这个方法的栈帧会入栈
然后在这个方法里面创建了一个ReplicaManager对象，这个对象他是用完就会回收，所以是会放在年轻代里的，由栈帧里的局部变量来引用
此时对应着下图：
然后一旦loadReplicasFromDisk()方法执行完毕了，方法的栈帧就会出栈，对应的年轻代里的ReplicaManager对象也会被回收掉，如下图：
但是接着会执行一段while循环代码，他会周期性的调用ReplicaFetcher的fetch()方法，去从远程加载副本数据。
所以ReplicaFetcher这个对象因为被Kafka类的静态变量fetcher给引用了，所以他会长期存在于老年代里的，持续被使用。
5、为什么要分成年轻代和老年代？
相信看完这篇文章，大家就一定看明白了，什么样的对象是短期存活的对象，什么样的对象是长期存在的对象，然后如何分别存在于年轻代和老年代里。
那么为什么需要这么区分呢？
因为这跟垃圾回收有关，对于年轻代里的对象，他们的特点是创建之后很快就会被回收，所以需要用一种垃圾回收算法
对于老年代里的对象，他们的特点是需要长期存在，所以需要另外一种垃圾回收算法，所以需要分成两个区域来放不同的对象。
很多人又会问了，你不是说ReplicaFetcher这个长期存在的对象，刚开始也在年轻代，后来才会进入老年代么？那他到底什么时候进入老年代？
别急，明天的文章就会分析这块。
然后还有人还会问了，那么年轻代和老年代分别怎么进行垃圾回收呢？
别急，下周的文章会主要分析垃圾回收这块的原理。这周我们主要关注JVM的内存划分的细节，搞明白对象是如何在不同的内存区域里分配的就可以了，学习要循序渐进。
6、什么是永久代？
很简单，JVM里的永久代其实就是我们之前说的方法区
上面那个图里的方法区，其实就是所谓的永久代，你可以认为永久代就是放一些类信息的。
这个话题现在不用过多考虑，后续涉及到的时候，我们会讲到的。
7、上周思考题解答
上周留了一个思考题，让大家思考方法区内会不会进行垃圾回收
其实有同学都回答了，非常的好，在以下几种情况下，方法区里的类会被回收。
首先该类的所有实例对象都已经从Java堆内存里被回收
其次加载这个类的ClassLoader已经被回收
最后，对该类的Class对象没有任何引用
满足上面三个条件就可以回收该类了。
8、今日思考题
给大家出一个脑筋急转弯，出题思路有点偏：每个线程都有Java虚拟机栈，里面也有方法的局部变量等数据，这个Java虚拟机栈需要进行垃圾回收吗？为什么？
