JVM基础
一、JVM内存模型
1）程序技术器
程序计数器是一块儿较小的内存区域，作用可以看做是当前线程执行的字节码的位置指示器。分支、循环、跳转、异常处理和线程恢复等基础功能都需要这个计算器来完成。
2）jvm栈
一部分是方法本身、方法内部的变量。
虚拟机栈也叫栈内存，是线程创建时创建，它的生命期是跟随线程的生命期，线程结束栈内存也就释放
3）Heap堆
放对象，是垃圾回收的主要场所
4）Method Area 方法区
是存储方法区的，除此之外，常量、静态变量、JIT(即时编译器)编译后的代码也都在方法区。
常量池，源信息和原数据。
方法区是jvm的一个概念，永久代是是方法区的具体实现。
5）Native method area 本地方法栈
为native方法服务的。
Jdk1.8后，用源空间？取代永久代。源空间放到本地内存，基本见不到方法区溢出。
小结：
1、分清什么是实例什么是对象。Class a = new class(); 此时a叫实例而不是对象。实例放在栈中，对象在堆中，操作实例实际上是通过实例的指针间接操作对象。多个实例可以指向同一个对象。
2、栈中的数据和堆中的数据销毁并不是同时销毁的。方法一旦结束，栈中的局部变量立即销毁。因为可能有其它变量也指向了这个对象，直到栈中没有变量指向堆中的对象时，它才销毁。
3、类的成员变量在不同对象中各不相同，都有自己的存储空间，而类的方法却是该类的所有对象共享的，只有一套，对象使用方法的时候方法才被压入栈，方法不使用则不占用内存。
4、生命周期：堆内存属于java应用程序所使用，生命周期与jvm一致，栈内存属于线程所私有的，它的生命周期与线程相同。
5、应用：不论任何时创建一个对象，他总是存储在堆内存空间，并且栈内存空间包含对它的引用。栈内存空间只包含方法、原始数据类型、局部变量以及堆空间中对象的引用变量。
6、在堆中的对象可以全局访问，栈内存空间属于线程私有
7、JVM栈内存结构较为简单，遵循LIFO的原则，堆空间管理较为复杂，细分为：新生代、老年代。。。
8、二者抛出异常的方式：如果线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常，堆内存抛出OutOfMemoryError异常。
二、内存分配
为对象分配 ，如果是复制算法采用指针碰撞，如果是标记清除发采用空闲列表
逃逸分析：分析java对象的动态作用域，当一个对象定以后，如果被其它方法和线程引用，称之为方法逃逸和线程逃逸，如果一个对象并没有逃逸出方法的话，那可能被优化成栈上分配，这样无需在堆上分配内存，也无需进行垃圾回收了。
三、对象头
1、HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为三块区域：对象头、实例数据和对齐补充。
New 一个字符串小王，占几个字节，1考虑编码；2、考虑对象头和对齐补充，对齐补充是补充为8的倍数
对象头包括两部分信息：第一部分用于存储对象自身的运行时的数据，如哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等等
2、锁
偏向锁，代码没有加锁，是无锁的状态，如果加锁，先升级为偏向锁，偏向锁，就是保存一个ThreadId,如果ThreadId是空的，第一次获取锁的时候，将自身的线程id写入到锁的ThreadId,这样下次获取锁的时候，直接检查ThreadId是否和自身线程id一致，如果一致，则认为当前线程已经获取锁，因此不需要再次获取锁，略过了轻量级锁和重量级锁的加锁阶段。提高了效率。
偏向锁获取失败，升级为轻量级锁 CAS 轻量级锁获取失败，就升级为重量级锁，重量级锁是一个互斥的指针。
锁只能升级，不能降级
3、在Hotspot JVM中，32位机器下，Integer对象的大小是int的几倍？
Integer 只有一个int类型的成员变量value，所以数据部分的大小是4个字节，markword 4字节，指针4字节，然后后面补充4字节，所以占16字节。
四、jvm整体结构
1、类加载
1）加载
把class文件加载到内存中
2）连接
分为三步：
验证：验证被加载后的类是否有正确的结构，类数据是否符合虚拟机的要求，确保不会危害虚拟机的安全。
准备：为类的静态变量在方法区分配内存，并赋默认值0，静态常量在准备阶段就进行赋值。
解析:将类的二进制数据中的符号引用换为直接引用。
3）类的初始化
类的初始化是类加载的最后一步，除了加载阶段，用户可以通过自定义的类加载器参与，其它阶段都完全由虚拟机主导和控制。到了执行阶段才真正执行java代码。
初始化真正的赋值。
只有以下四种情况需要初始化：
① 使用new a创建的实例
② 通过java.long.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有初始化，要进行初始化
③ 当初始化一个类时，如果发现其父类没有进行初始化，则首选触发父类初始化。
④ 当虚拟机启动时，用户需要指定一个主类（包含main（）方法的类），虚拟机会首选初始化这个类。
例子：只输出hello word ，不会输出上面一句话，是因为 静态常量在准备阶段已经赋值，不再进行初始化。
2、双亲委派
1）虚拟机有三种类型的加载器，引导类加载器、扩展类加载器、系统类加载器（应用类加载器）；以及父类加载器为AppClassLoader的自定义加载器。虽然存在父子关系，但是区别于继承，它属于组合。子类加载器保存着父加载器的引用，当一个类加载器需要加载一个目标时，会委托父加载器去加载，然后父加载器在自己的加载路径中搜索目标类，父加载器在自己的目标范围内找不到时，才会交给子加载器加载目标类。
2）实现原理
LoadClass()是classLoder类自己实现的，该方法中的逻辑就是双亲委派实现的，顶层的类加载器是ClassLoader类，它是一个抽象类，除了启动类加载器外，都继承ClassLoader。
3）破坏双亲委派
①应用上下文类加载器
② loadclass
问题，it.jar重写怎么加载成功？这是加载不成功的，过不老安全校验
如果有两个a.class，这两个a.class加载到内存中一定是相等的吗？这不一定。
在JVM中表示两个class对象是否为同一个类对象存在两个必要条件
① 类的完整类名必须一致，包括包名
② 加载这个类的ClassLoder(指 ClassLoader实例对象)必须相同。
4）双亲委派的好出
① 主要是为了安全，避免用户自己编写的类动态替换java的一些核心类，比如string
② 避免了类的重复加载，因为jvm中区分不同类，不仅仅是根据类名，相同的class文件被不同的类加载器加载，就是两个不同的类
5）自定义类加载器
① 如果不想打破双亲委派模型，那就重写findClass方法即可
② 如果想打破双亲委派模型，那么就重写整个loadClass方法
6）双亲委派的破坏者---线程上下文类加载器（了解）
为什么破坏双亲委派: 引导类加载器，加载的是一些核心jar包，例如jdbc.Jar，加载不到，通过线程上下文类加载器加载jdbc.jar ,引导类加载器会看有没有加载好的jar
简而言之就是ContextClassLoader 默认存放了AppClassLoader的引用，由于她在运行时被放在了线程中，不管当前程序处在何处（BootstrapClassLoder 和ExtClassLoader等），在任何需要的时候都可以使用Thread.currentThread().getContextClassLoader()取出应用程序加载器来完成需要的操作。
3、Tomcat类加载器
1）Tomcat类加载器有没有破坏双亲委派
破坏了双亲委派
①部署在同一个Web容器上的两个web应用程序所使用的java类库实现相互隔离；
②部署在同一个Web容器上的两个Web应用程序所使用的的java类库可以相互共享。
③Web容器需要尽可能地保障自身的安全不受部署的web应用程序的影响。
通过contexclassLoder 在bootstrapclassloder加载一个webAppClassLoder,当你的Tomcat启动时，先判断webAppClassLoder有没有加载过，如果没有加载过，返回到bootstrapclassloder加载，如果bootstrapclassloder加载不到就在当前类加载，如果再加载不到调用common share加载器加载。
Web应用类加载器默认的加载顺序
总结：（1）先从缓存中加载
（2）如果没有，则从jvm的bootstrap类加载器加载；
（3）如果没有，则从当前类加载器加载（按着 WEB-INF/classes、WEB-INF/lib的顺序）
（4）如果没有，则从父类加载器加载，以加载顺序是 AppclassLoader、Common、Shared
