JVM相关

1.JVM组成结构

是运行在操作系统之上的，与硬件没有直接的交互

线程start（）之后并不是立即启动，而是等待CPU和操作系统调度

线程生命周期：NEW(就绪),RUNNABLE(运行),BLOCKED(阻塞),WAITING(等待),TIME_WAITING,TERMINATED(终结);

1 本地库接口：

如：Thread。class下的start0()方法，只有方法头的定义，没有方法体的实现。

用native修饰的方法，通过Java native Interface（JNI）用JVM底层的本地库接口去调用操作系统的底层的函数库（C的函数），Java的实例范围到此为止，接下来的事由操作系统，找操作系统底层的本地方法库，Java只是给一个native的标识，说明调这个线程的启动交给操作系统和CPU，不是Java自己。

Java可以通过本地库接口去调用C语言，如同Java调用Mysql，需要Java调用JDBC驱动包才能调用Mysql。

本地方法栈存放那些用native修饰的本地方法，将那些实例栈区分开来，具体做法是在Native Method Stack中登记native方法，在Execution Engine执行的时候加载native libraies（如jdbc驱动包）。

2.Class Loader类加载器

负责加载class文件，class文件在文件开头有特定的文件标识，并且ClassLoader只负责class文件的加载，至于能否运行，则有Execution Engine（执行引擎）决定。

3.Method Area 方法区

方法区是被所有线程共享的，所有字段和方法的字节码，以及一些特殊的方法如构造函数，接口代码也在这里定义，此区域属于共享区间。

JVM优化优化的是共享区间，线程私有的不会优化，99%是优化堆，1%优化方法区。

静态变量+常量+类信息+运行时常量池存在方法区中，实例变量存在堆内存中

4.PC Register 程序计数器

每个线程都有一个程序计数器，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（下一个将要执行的指令代码），由执行引擎读取下一跳指令。

main方法进来Controller调用Service调用Dao，方法调用不会出错就是这些方法加载进来到虚拟的栈中，程序计数器会记住这些方法的加载顺序，执行的时候按指针指向执行，main()->test1()->test2()

5.Native Method Stack 本地方法栈

在本地方法栈中登记native方法，在Execution Engine执行的时候加载native libraies。

栈管运行，堆管内存

6. stack 栈

• 1.Stack是什么？

也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建的，线程结束栈内存也释放了，它的生命期是随线程的生命期，对于栈来说不存在垃圾回收问题，只要线程结束栈就被释放了，是线程私有的。基本类型的变量和对象的引用变量就是在函数的栈内存中分配的

• 2.栈存储什么？

栈帧中主要存储三类数据：

1.本地变量：输入参数和输出参数以及方法内的变量。

2.栈操作：记录出栈，入栈的等操作。

3.栈帧数据：包括类文件，方法的等。

• 3.栈运行原理：

栈中的数据都是以栈帧的格式存在，是一个内存区域，一个有关方法和运行期间的数据集，当一个方法A被调用时就产生了一个栈帧F1，压入到栈中，A方法有调用了B方法，于是产生栈帧F2压入到栈中，B方法调用了C方法，于是产生了栈帧F3压入到栈中......

执行完毕后，先弹出栈帧F3，再是F2栈帧，再是F1栈帧......

JVM优化是哪里？

7.堆

堆内存示意图：

• 7.1新生区是类诞生，成长，消亡的地方，新生区有分为两部分：Eden区和Survivor区，所有的类都在Eden区被new出来，幸存区又分为两个：0区和1区，Eden区空间用完时，又需要创建对象时，JVM的垃圾回收器会对Eden区进行垃圾回收（Minor GC），将那些不在被其他对象引用的对象进行垃圾回收，Eden剩余的存活对象被移动到S0区，若S0区也满了，再对该区进行垃圾回收，然后移动到S1区，若S1区也满了，就会移动到老年代，，若老年代也满了，就会进行Major GC（Full GC），进行老年代的内存清理。

若产生了 java.lang.OutOfMemorError:Java heap space异常，说明java虚拟机的堆内存不够，产生的原因可能有两个：

1.Java虚拟机的堆内存设置不够，可以用过 -Xms，-Xmx来设置。

2.代码中创建了大对象，并且长时间不能被垃圾回收器回收（存在被引用）。

一个JVM实例只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的

• 7.2.老年代用来保存聪新生代筛选出来的Java对象，一般池对象都在这里活跃。

• 7.3.永久代：没有垃圾回收，加载一些构建系统不能被回收且保证系统能稳定运行的元元素。是一个常驻的内存区域，用于存放JDK自身锁携带的Class，Interface的元数据，它存储的是运行环境必须的类信息，被装载进此区域的数据是不会被垃圾回收掉的，关闭JVM才会释放此内存区域。

若出现：java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space 说明是Java虚拟机对永久代Perm的内存设置不够，一般是因为程序启动需要加载大量的jar包，或者大量动态反射生成的类不断被装载。最终导致Perm区域被占满。

Jdk1.6及以前：有永久代，常量池1.6在方法区

Jdk1.7：有永久代，已经逐步“去永久代”，常量池1.7在堆

Jdk1.8：无永久代，常量池1.8在元空间。

程序内存划分小结

（JDK 7）

在第五行调用foo（）方法时，foo方法被压入栈中，foo()方法中的Object类型的 param引用变量会指向 obj->new Object()。第七行的param.toString()就是Object.toString(),toString()方法底层会生成一个新的String对象，


new 的是一个char类型的buf数组，会在字符串常量池中生成。

方法和堆一样，是各个线程共享的内存区域，用来存放虚拟机加载的：类信息+普通常量+静态常量等，虽然JVM规范将方法区描述为堆的一个逻辑部分，但他还有一个别名叫Non-Heap（非堆），目的就是要和堆分开。

对于HotSpot虚拟机，很多开发者将方法区成为永久代，但实际上两者有本质区别，或者说用永久代来实现方法区而已，永久代只是方法区（相当于是一个Interface）的一个实现，jdk1.7已经将放在永久代的字符串常量池中移走。

常量池是方法区的一部分，Class文件除了有类的版本，字段，方法，接口等描述信息以外，还有一项就是常量池，这部分将在类加载后进入方法区的运行时常量池存放。

GC

频繁收集Young区

较少收集Old区

基本不动Perm区

GC算法总体概述：

JVM在进行垃圾回收时，并非是正对以上三个区域一起回收，大部分回收指的是新生代。
因此GC按照回收的区域有分为两种类型：一种是普通GC(minor gc)，一种是全局的GC(major gc or Full gc)，

普通GC：只针对新生代的GC。
全局GC(major gc or Full gc)：针对老年代的gc，偶尔也伴随着新生代的GC以及对永久代的GC。

年轻代中使用的是minor gc，这种gc采用的算法是复制算法（Copying）。

minor gc会把eden中的所有的存活的对象都移到Survivor区，如果Survivor区放不下，那么剩下的存活的对象就被移到Old generation中，也就是一但收集后，Eden区就变为空的了。 当对象在Eden区（包括一个Survivor区，假设这里是s0区）出生后，进过一次minor gc后，如果还存活，并且能被另外一块survivor区所容纳（假设这里为s1区），则使用复制算法将这些任然存活的对象复制到另外一块survivor区（s1区），然后清理Eden区和s0区，并且将这些对象的年龄设置为1，以后对象每在Survivor区熬过一次minor gc，对象的年龄就会+1，当对象的年龄达到某个值（默认是15，通过-XX:MaxTenuringThreshold来设定参数），这些对象就会移到老年代。

老年代一般是由标记-清除（Mark-Sweep）或者是标记整理（Mark-Compact）的混合实现。

标记-清除：