JVM 介绍

JVM 介绍：

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。

java 源代码编译过程

java 基本数据类型

byte://1字节有符号整数的补码

short://2字节有符号整数的补码

int://4字节有符号整数的补码

long://8字节有符号整数的补码

float://4字节IEEE754单精度浮点数

double://8字节IEEE754双精度浮点数

char://2字节无符号Unicode字符

boolean:boolean数据类型表示一位的信息

其它数据类型

object//对一个Javaobject（对象）的4字节引用

returnAddress//4字节，用于jsr/ret/jsr-w/ret-w指令

JVM虚拟机内存结构

JVM虚拟机将其内存分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、java堆、方法区。

程序计数器：

是一块私有的内存空间，比较小。记录我们当前线程执行的行号，在多线程中起作用(线程上下文切换)，线程切换的时候通过程序计数器知道在哪一行继续执行。

虚拟机栈：

每个线程都有独立的内存空间，线程相互之间不影响，和java线程同一时间创建，主要用来保存局部变量、部分结果、并参与方法的调用和返回，存放主内存的的副本数据。(虚拟机栈运行时使用一种叫“栈帧”的数据结构保存上下文数据。) 线程不共享

一个方法就是一个栈帧，遵循先进后出原则，当一个方法执行完毕的时候栈针空间就会释放。

栈溢出产生原因：

递归调用方法，栈空间产生了非常多的栈针空间一直没有释放。

栈溢出解决方法：

1：增加栈内存。设置栈内存大小：-Xss256k

2：减少递归深度调用，达到一定条件时进行退出。

栈帧：

一个方法对应一个栈帧内存空间每个方法都有独立的栈帧内存空间，

栈数据结构：先进后出销毁

栈帧内部细节结构：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口

栈帧就是每个方法需要的运行时内存空间

1.每个运行时所需要的内存，称作为虚拟机栈

2.每个栈有多个栈帧组成，对应着每次方法调用时占用的内存

3.每个线程只能有一个活动的栈，对应着当前正在执行的方法。

栈帧空间在什么销毁：

1：当我们方法执行结束之后，栈帧空间也会销毁

2：方法抛出异常。

本地方法栈：

本地方法栈和JVM栈发挥的作用非常相似，也是线程私有的，区别是JVM栈为JVM执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈为JVM使用到的Native方法服务。它的具体做法是在本地方法栈中登记native方法，在执行引擎执行时加载Native Liberies.有的虚拟机（比如Sun Hotpot）直接把两者合二为一。也就是 java调用c语言代码 jni技术

虚拟机栈用于管理java函数的调用，本地方法栈用于管理本地方法的调用(用C语言实现的方法)。java 中使用 native 修饰的方法，底层通过C语言编写的。

堆：

所有new的对象、数组都是在堆中分配空间。线程共享的

堆分为：新生代、老年代。

新生代：存放刚刚产生的对象和年轻对象。新生代分为：e'den(对象刚创建时)、survivor space()、1(至少被GC一次)。

堆内存溢出:

在申请内存的时候，内存不足产生堆内存溢出(java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space)，设置 -Xmx8m

堆内存泄露：

在申请内存之后，一直无法被 GC 回收，导致可用内存越来越少，称内存泄露(java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded)，一般运行一段时间之后才会出现该问题。设置 -Xmx3M -Xms3M

方法区(永久区、元数据)：

jdk1.8之后为元数据，被JVM中的所有线程共享(独立于java堆的内存空间)。主要保存的是类的元数据(类的信息、常量、静态变量、运行时常量)。GC回收时，只回收永久区中常量池的回收(未被引用的常量)，再就是对类元数据的回收。

多个线程共享，存在线程安全性问题。

常量池：

概念：定义一个固定值（配置文件）

1. class常量池（静态常量池）（定义字面量、符号引用）

2. 运行常量池

3. 字符串常量池 String a1="a"; a字符串存放在常量池中，a1变量存放在栈帧的局部表量表中。

例子：

public class Test001 {
    public static void main(String[] args) {
        String a1 = "a";
        String a2 = "a";
        String a3 = new String("a");
        String a4 = a3.intern();
        String b1 = "b";
        String ab1 = "ab";
        // 变量引用相加
        String ab2 = a1 + b1;
        // 常量池
        String ab3 = "a" + "b";
        System.out.println(a1 == a2);
        System.out.println(a1 == a3);
        System.out.println(a1 == a4);
        System.out.println(ab1 == ab2);
        System.out.println(ab1 == ab3);
    }
}