本文主要介紹在應用發起記憶體申請，到作業系統最終分配記憶體，採用了那些途徑和方法，並比較各種方法的優劣以及使用過程中應該注意那些點。
注意本文都是概述，如想詳細瞭解，需單獨詳細瞭解每一部分內容
1、應用在那些情況下發起記憶體申請
2、記憶體發起申請的步驟（3）
3、記憶體申請過程中對jvm記憶體模型的使用
4、申請記憶體用到哪些演算法
5、堆和堆記憶體分配

1、應用發起請求，要求系統分配記憶體

（這裡不考慮堆外記憶體，後續單獨解釋堆外記憶體）
1）、init階段，final和static修飾的類和方法
2）、應用中new()方法
3）、建立類時建立父類的物件申請記憶體
4）、java動態建立物件時反射技術（javaassist、asm等）

2、應用發起申請一般分為3部：

1）、建立物件例項
2）、為此物件分配記憶體
3）、指標指向記憶體地址
一般我們在做單例模式或者防止出現假物件的時候，我們會用volatile來防止指令重排（關於volatile後續會專門介紹），其實表面上看就是三步變一步。

3、記憶體申請一定會涉及到對記憶體模型各部分的操作

不同的場景，對記憶體的分配一定是有所區別的。
1）、物件在建立階段，在resolve階段，會對靜態化屬性值進行記憶體分配，並初始化值=0(此時test=0)，如果是有final static修飾的則將初始化值為定義值（此時test=10）
private final static int test = 10;
這樣靜態修飾的屬性值分配在方法區。
2）、一個方法的開始，首先是方法的引數屬性、返回值等入棧，在棧區分配空間，同時如果有物件的new則需要去堆中建立物件例項。
3）、在堆中建立物件例項時，一般是兩種方式，列表和指標碰撞。在指向堆中的例項時候，一般也是兩種方式，直接指向（如果方法變化會需要重新指定）和通過控制代碼池（會使用額外的空間儲存控制代碼）
4）程式計數器 可以看做一個數據結構，線上程切換時候記錄下當前的位元組行數和狀態，以便於切回後能快速定位執行

4、記憶體分配方法（也被稱為快分配-tlab，慢分配-cas）

1）、TLAB（執行緒區域性分配快取技術)）
thread local area buffer，在併發的時候為了提高記憶體分配的效率，在建立執行緒的時候為每個執行緒分配了一段記憶體，此時執行緒申請的時候在自己內部解決就好，這樣就不用去考慮併發問題，同時分配記憶體的效率跟c語言差不多。當然如果物件過大，仍然有去堆裡分配，所以併發問題都存在。這也是為什麼eden generation的物件越小越好
2）、cas
cas進行記憶體分配時，分配記憶體函式會返回top_add（）返回 _top的eden區域的起始地址compare_to，當然也返回end_add()返回eden區域的結束值。在進行cas比較適合，compare_to與預期值進行比較，如果相同，則其他執行緒沒有操作該比變數。將_newtop賦值給_top，將其變成真正的eden的啟示值。這種方式也就叫指標碰撞

在進行記憶體分配的過程中，堆是最大的，也是java開發中用的最多的，所以著重分析一下堆。

5、堆和堆記憶體分配

此處分三部分解釋：堆的建立 、堆記憶體的分配 和 垃圾回收
堆 是jvm虛擬機器單獨開闢出來的一塊空間，由虛擬機器自己管理，用來滿足物件例項的分配的空間需求。
堆為什麼分代？ 在建立的物件中，由的物件很大，由的物件生命週期很長，而大多數物件的都會很快被回收。如果都在eden區域，eden區域採用的複製演算法，對大和生命週期長的物件，是十分浪費cpu等資源的。因此將物件分代，不同代採用不同的演算法回收。
1）、堆的初始化
堆是universe根據initial_heap來完成java堆初始化，具體要根據虛擬機器配置。當然會根據回收演算法，配置回收策略。
eg：若虛擬機器配置UseParallelGC，則Java堆的堆型別為ParallelScavengeHeap(並行收集堆)
預設虛擬機器將使用GenCollectedHeap(分代收集堆)
其具體演算法、堆型別和回收策略如下：

需要注意的一點就是，堆空間初始化完成以後，如果是64位環境會進行指標壓縮和TLAB等相關內容。通常64位JVM消耗的記憶體會比32位的大1.5倍，這是因為在64位環境下，物件將使用64位指標，這就增加了一倍的指標佔用記憶體開銷。
2）、堆記憶體分配
堆在初始化完成以後，我們以GenCollectedHeap 分代堆為例來解釋，一般GenCollectedHeap支援10個分代（一般只使用新生代和老年代）
那麼GenCollectedHeap是如何向系統申請記憶體空間的呢？
答案就在allocate()函式中 ，在申請之前，當然要對記憶體空間的大小和分塊數進行計算
預設的新生代和老年代的分塊數為1，而永久代的分塊數為2
後邊涉及到的內容很多，需要篇幅較長，後續再解釋。下面copy一張圖過來，有興趣的朋友可以看下

3）、堆回收有更多gc的內容，會單獨介紹