JVM基础解析（一）
Java里面有 JDK ,JRE, JVM ,这三者的关系是怎么样的呢？
JDK是编译时环境： 整个Java的核心，包括了Java运行环境JRE、Java工具和Java基础类库
JRE是运行时环境： Java virtual machine（JVM），runtime class libraries和Java application launcher
JVM是运行时环境：整个Java实现跨平台的最核心的部分，所有的Java程序会首先被编译为.class的类文件，这种类文件可以在虚拟机上执行。
JDK包含JRE,JRE包含JVM。
关系如下图：
JVM解析
JVM内存结构如下图：（绿色标记的堆与方法区为线程共享区，所有线程安全问题都是从这儿引发的； 黄色标记区为线程独享区，和线程安全问题无关）
程序计数器(Program Counter)，Java堆(Heap)，Java虚拟机栈(Stack)，本地方法栈(Native Stack)，方法区(Method Area)
>> 程序计数器(Program Counter)
主要执行指令
每个Java类编译后都会生成一个 *.class文件，例如我定义一个 App.java类，内容如下：
App.java
package com.imodule.dataImport;
public class App {
public int add(){
int a = 11;
int b = 22;
int c = (a+b)*10;
return c;
}
public static void main(String[] args) {
App app = new App();
int result = app.add();
System.out.println("result = "+result);
}
}
生成的对应的App.class文件内容如下：(这些内容我们看不懂哈哈哈哈，所以下面会使用javap命令来分解)
App.class
漱壕 4 ;
# $
#
% & ' (
# )
*
+
,
- . / <init> ()V Code LineNumberTable LocalVariableTable this Lcom/imodule/dataImport/App; add ()I a I b c main ([Ljava/lang/String;)V args [Ljava/lang/String; app result
SourceFile App.java com/imodule/dataImport/App 0 1 2 java/lang/StringBuilder result = 3 4 3 5 6 7 8 9 : java/lang/Object java/lang/System out Ljava/io/PrintStream; append -(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; (I)Ljava/lang/StringBuilder; toString ()Ljava/lang/String; java/io/PrintStream println (Ljava/lang/String;)V !
/ *?? c <= `
h> ?
*
q '?Y?L+?=??Y?? ?
? ? ?
& '
! "
我们在windows打开cmd命令窗口，进入App.class文件存在的目录。（我的目录在这里： dataImport\target\classes\com\imodule\dataImport\App.class ，其中开始的 dataImport是我的项目名）
使用命令 javap -c App ，就会在下方输出指令信息
我们可以用一个文件接收输出内容 ，这里将内内容存储在同级目录的 App.txt下
最后 Apptxt文件中就会出现 程序计数器需要执行的指令啦(我们会发现指令是按大小顺序排列的，但是不是递增的)
App.txt
Compiled from "App.java"
public class com.imodule.dataImport.App {
public com.imodule.dataImport.App();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
public int add();
Code:
0: bipush 11
2: istore_1
3: bipush 22
5: istore_2
6: iload_1
7: iload_2
8: iadd
9: bipush 10
11: imul
12: istore_3
13: iload_3
14: ireturn
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: new #2 // class com/imodule/dataImport/App
3: dup
4: invokespecial #3 // Method "<init>":()V
7: astore_1
8: aload_1
9: invokevirtual #4 // Method add:()I
12: istore_2
13: getstatic #5 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
16: new #6 // class java/lang/StringBuilder
19: dup
20: invokespecial #7 // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
23: ldc #8 // String result =
25: invokevirtual #9 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
28: iload_2
29: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;
32: invokevirtual #11 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
35: invokevirtual #12 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
38: return
}
这里我们就来讲一下指令， add()方法里面的指令执行过程：
public int add();
Code:
0: bipush 11 # 将常量 11 压入栈中 （当int取值-1~5采用iconst指令，取值-128~127采用bipush指令，取值-32768~32767采用sipush指令，取值-2147483648~2147483647采用 ldc 指令。）
2: istore_1 # 将数值 11 从操作栈中取出，存储到局部变量 a
3: bipush 22 # 将常量 22 压入栈中
5: istore_2 # 将数值 22 从操作栈中取出，存储到局部变量 b
6: iload_1 # 将局部变量 a 加载到操作栈
7: iload_2 # 将局部变量 b 加载到操作栈
8: iadd # 执行加运算 局部变量a+b, 结果为33
9: bipush 10 # 将常量10压入栈
11: imul # 执行乘运算，(a+b)*10,结果为 330
12: istore_3 # 将计算结果 330从栈中取出，存储到局部变量 c
13: iload_3 # 将局部变量 c 加载到操作栈
14: ireturn # 将结果值返回
>>Java堆(Heap) 先进先出
存储对象
实例变量、new出来的对象、数组等信息
关于JVM内存的分配图：(其中永久代为方法区)
堆内存中垃圾回收机制回收过程分析~
首先对象会存储堆内存的 年轻代的 Eden区，
进行垃圾回收后 存活的对象会移到 Survivor 去的 From, (From 和 To会一直有一个空间为空，用于来回复制存活对象 大概移动15~16次)
存活的对象会进入老年代
关于GC：
虚拟机在进行MinorGC（新生代的GC）的时候，会判断要进入OldGeneration区域对象的大小，是否大于Old Generation剩余空间大小，如果大于就会发生Full GC。
刚分配对象在Eden中，如果空间不足尝试进行GC，回收空间，如果进行了MinorGC空间依旧不够就放入Old Generation，如果OldGeneration空间还不够就OOM了。
虚拟机中存在三种垃圾回收现象，minor GC、major GC和full GC。对新生代进行垃圾回收叫做minor GC，对老年代进行垃圾回收叫做major GC，同时对新生代、老年代和永久代进行垃圾回收叫做full GC。
>>Java虚拟机栈(Stack) 后进先出 First in last out
存储栈帧
栈帧包括 局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口
方法存储在栈里面，一个方法对应一个栈帧。
递归方法,就是自己调用自己，会有N个栈帧存储在栈中，且都符合后进先出的规则。 如果是个死循环就会出现栈溢出： Stackoverflow ................
>>本地方法栈(Native Stack)
JNI(Java Native Interface)
本地方法栈，使用native修饰的方法，是指Java调用非Java代码的接口，方法是由非Java语言实现。
DLL（Dinamic Link Library）: 动态链接库文件
>>方法区(Method Area)
主要存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
（比如spring 使用IOC或者AOP创建bean时，或者使用cglib，反射的形式动态生成class信息等）。
ProcessOn绘图工具地址： https://www.processon.com/diagraming/5d254c70e4b0fdb331d8fa9e
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