JVM 基础

JVM

（1）基本概念

　　jvm是运行在操作系统上可运行java代码的虚拟计算机，它包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收、堆和一个存储方法域。

（2）运行的过程

　　1.java代码-->编译器-->.class字节码文件

　　2.字节码文件-->JVM-->机器码

　　每个操作系统平台的解释器不同，但JVM虚拟机是相同的，这也是java能跨平台的原因。当一个程序开始运行，虚拟机开始实例化，多个程序启动

会存在多个虚拟机。程序退出和关闭，虚拟机实例消亡，虚拟机实例之间数据不能共享。

　　 JVM允许一个程序并发执行多个线程。hotspot JVM（JVM是虚拟机的规范，HotSpot是jvm的具体实现）中的Java线程与原生操作系统的线程是直接映射关系。

当线程本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备以后，就会创建一个操作系统原生线程。Java线程结束，原生线程随之被回收。操作系统负责调度

所有线程，并分配到可用的cup上。原生线程初始化完毕后，就会调用Java线程的run方法。线程结束，就会释放原生线程和Java的线程的所有资源。

 

                                            

 

 hotspot JVM 后台运行的系统线程主要有以下几个：

　　虚拟机线程：这种线程的操作需要JVM达到安全点才出现，这些操作必须在不同线程中发生的原因是他们都需要JVM达到安全点，这样堆才不会变化。

这种线程的执行类型包括“stop-the-world”的垃圾收集、线程栈收集、线程挂起以及偏向锁撤销。

　　周期任务线程：这种线程是周期事件的体现（比如中断），他们一般用于周期性操作的调度执行。

　　GC线程：这种线程对在JVM里不同种类的垃圾收集行为提供支持。

　　编译线程：在运行时会将字节码编译成机器码。

　　信号调度线程：这种线程接收信号并发给JVM，在它内部通过调用适当JVM方法进行处理。

 

JVM 内存区域

     

 

　　JVM 内存区域主要分为私有区域【程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈】，共享区域【Java堆、方法区】、直接内存。(见图【来自csdn】)

 

       

 

　　程序计数器（线程私有）

 　　这是一块比较小的内存空间（在虚拟机中没有任何的OutOfMemoryError的区域），是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每个线程都有一个独立的

程序计数器，这类内存称为”线程私有“的内存。执行Java方法的话，计数器记录的就是虚拟机字节码指令的地址（当前指令的地址），如果是Native方法，则为空。

　　虚拟机栈（线程私有）

　　是描述Java方法执行的内存模型，Java方法执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个

方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入出栈的过程。

　　栈帧（Frame）是用来存储数据和部分过程结果的数据结构，同时也被用来处理动态连接（Dynamic Linking）、方法返回值和异常分派（Dispatch Exception）。栈帧

随着方法调用而创建，随着方法结束而摧毁------无论方法是正常完成还是异常完成（抛出了在方法内为被捕获的异常）都算作方法结束。

 

                                             

 

　　本地方法区（线程私有）

　　本地方法区和Java虚拟机栈作用类似，区别是虚拟机栈是为执行Java方法服务，而本地方法栈则为Native方法（C或C++编写的方法，一般用来调用底层硬件）服务，HotSpot JVM

直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。

　　堆（Heap-线程共享）- 运行时数据区

　　该区域是线程共享的，创建的对象和数组都保存在Java堆内存中，也是垃圾收集器进行垃圾收集的重要的内存区域。新一代的JVM采用分代收集算法，因此Java堆从GC角度可以细分为

新生代（Eden区、SurvivorFrom区和 SurvivorTo区）和老年代。

 

　                                   　

 

 　　新生代：用来存放新生的对象，大概占据堆的1/3空间。由于频繁创建对象，所以新生代会频繁的触发MinorGC进行垃圾回收。新生代又分为Eden区、SurvivorFrom区 、SurvivorTo区。

　　　　Eden区：java新对象的出生地，占新生代内存的8/10（如果新创建的对象占用内存很大，则直接分配到老年代），如果Eden区的内存不够时就会接触MinorGC,对新生代区进行一次垃圾回收。

　　　　SurvivorFrom区：占新生代内存的1/10，上一次MinorGC幸存者，作为这次MinorGC的被扫描者。

　　　　SurvivorTo区：占新生代内存的1/10，MinnorGC扫描SurvivorFrom区之后的幸存者，大部分是还有引用的对象。

　　老年代：大概占堆内存的2/3，主要存放应用程序中生命周期比较长的内存对象。老年代的对象比较稳定，MajorGC不会频繁的执行。在进行MajorGC之前一般都要先进行一次MinorGC,新生代的对象

　　　　　　进入老年代，只有老年代的空间不足时才会触发。不能找到足够大的连续空间分配给新创建的大对象时也会触发一次MajorGC进行垃圾回收。

 

　　方法区/永久代（线程共享）

　　方法区/永久代用于存储被JVM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。HotSpot JVM把GC分代收集扩展至方法区（和Java堆一样管理这部分内存），方法区/永久代

的内存回收的主要目标是针对常量池的回收和类型的卸载。

　　运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池（Constant Pool Table）,用于存放编译期

生成的各种字面量和符号引用，这部分内容在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

　　JAVA8和元数据

　　在Java8中，永久代被移除，被“元数据区”（元空间）所取代。元空间的本质和永久代类似，它俩的最大区别：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存（即元空间内存受本地内存限制）。类的

元数据放入本地内存中，字符串池和类的静态变量放入Java的堆中。