Java虚拟机学习总结一

  Java运行包括4个方面,Java代码(.java)、Java编译文件(.class),Java虚拟机,Java应用程序接口。Java代码通过编译器编译成为类文件,然后被装载到字节码内存中,通过类加载放入虚拟机中,最后通过操作系统和适配器实现,而JVM则处于核心地位。

Java虚拟机
  Java虚拟机是java基础部分,Java语言具有跨平台的特性,这也是由JVM来实现的。更准确地说,是Sun利用JVM在不同平台上的实现帮我们把平台相关性的问题给解决了。Java语言支持通过JNI(Java Native Interface)来实现本地方法的调用,但是需要注意到,如果你在Java程序用调用了本地方法,那么你的程序就很可能不再具有跨平台性,即本地方法会破坏平台无关性。JVM包括类加载子系统、运行数据区、执行引擎和本地方法接口。
  (生命周期总结:当一个java程序启动时,JVM就产生一个实例;程序结束是,实例也就消失了。Java虚拟机通常开始与一个main方法,这个方法是public static void修饰,JVM要调用必须是public,并且不通过对象调用,所以是static,而且由于JVM已经是底层,不会有任何返回,返回类型就成了void。)



运行时数据区
  即内存空间,通常我们配置-Xms、-Xmx信息都是设置的内存,Xms表示初始内存,Xmx表示最大内存,Xmn表示设置年轻代内存等等。内存空间主要由Java堆heap、方法区method area、本地方法栈、程序计数器、Java栈组成。其中Java堆、方法取每个线程公有,而本地方法栈、程序计数器、Java栈是线程私有。

   程序计数器
  一块较小的内存空间,是当前线程所执行的字节码的行号指示器。Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换执行,一个确定时刻,一个处理器确切说是一个内核,只会执行一条线程的指令,为了线程切换能够恢复正确位置,所以需要有一个独立的程序计数器。

   Java虚拟机栈
  同样为线程私有,就是java方法执行的内存模型,每个方法执行时都会同时创建一个栈帧,用户存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口信息。每一个方法被调用直至完成过程,就是入栈到出栈的过程。
  局部变量表存放了各种基本数据类型,对象引用类型(一个指向对象起始地址的引用指针,或者一个代表对象相关的位置),和returnAddress类型(指向一条字节码指令的地址)。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配,并且空间已经固定,不会改变。
  (后期学习:查看java字节码,使用 javap -verbose class文件;java -verbose文件名称 注此处没得后缀 是查看加载了哪些jar包和文件;javac -verbose java文件 是看虚拟器加载类哪些东西)

   本地方法栈
  本地方法栈与Java栈基本一样,只不过Java虚拟机栈是处理java方法(字节码)服务,而本地方法栈是为虚拟机使用Native方法服务。

   Java堆 Heap
  Java堆是虚拟机内存中最大的一块,Java对是被所有线程共享的一块内存区,用来存放对象实例。Java堆也是垃圾收集器管理的主要区域,由于现在垃圾收集器基本都是采用的分代收集算法,所以Java堆基本可以分为新生代、老年代和持久代,新生代再分为Eden空间、From survivor空间和To survivor空间。
  新生代:用于存放新生的对象,对象在分配时首先分配到Eden区,当Eden区没有足够空间时,就会进行一次minor GC。通过-Xmn设置新生代大小,-XX:NewRatio=参数 设置新生代与老年代的内存空间比,-XX:SurvivorRation=参数 设置Eden区和Survivor比。
  当Eden区进行minor GC后,如果对象经过一次回收并且还存活,能被Survivor去接收,就会移到Survivor(From)区,包括原From去中的对象,并将其年龄设置为1,每熬过一次minor GC年龄就会加1,当达到一定年龄后,就会晋升到老年代中。每次进行GC操作(Eden和From区),From区对象引入to区,并且和To区进行逻辑互换,保证一个Survivor区是空的,如果在放入To或者survivor区中内存不够时,会被放入Old区。Survivor设计成为两个区,应该回收中筛选更符合Old区条件的对象,因为Old区进行回收代价比较高
  老年代:存放生命周期长的对象,或者是大对象(包括Eden区或者Survivor区无法放下的对象),当Old区被占满时就会进行完成的垃圾回收Full GC(Major GC)包括新生代。Full GC完成后,留下来的内存就会方法Permanent区(持久代)中。

   方法区
  方法区和Java堆一样,是各个线程共有的公共区域,用来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。也可以被称作“永久代”,但两者本质上并不一样,只是把GC分代收集扩展到方法区了,相对Java堆而言,垃圾收集行为在访法区比较少见,主要针对常量池的回收和对类型的卸载。

   运行时常量池
  运行时常量池是属于方法区的一部分,是存放编译期生成的各种字面量和符号引用,当类被加载后,这些信息就会放入到访法区运行时常量池中。另外,运行区常量还具有动态特征,不要求常量一定要在编译期产生,运行期间也可能将新的常量放入常量池中,如String的intern方法。

   直接内存
  不是JVM中一部分,是由于new I/O 可以使用native直接分配堆外内存,然后通过存储在java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。

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