jvm结构

JVM的基本结构及其各部分详解（一）  https://www.cnblogs.com/zwbg/p/6194470.html

JVM的基本结构及其各部分详解（二）  https://www.cnblogs.com/zwbg/p/6195841.html

一图读懂JVM架构解析  https://blog.csdn.net/apathecrazyfan/article/details/53958949

JVM虚拟机历史 https://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4748348.html

 

1. 基本结构：

 

 

  

 

1）类加载子系统负责从文件系统或者网络中加载Class信息，加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。

     方法区包括装载的类信息、类型的常量池、、字段，方法信息、方法字节码。（这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射）。

2）java堆在虚拟机启动的时候建立，它是java程序最主要的内存工作区域。几乎所有的java对象实例都存放在java堆中。堆空间是所有线程共享的，这是一块与java应用密切相关的内存空间。

3）java的NIO库允许java程序使用直接内存。直接内存是在java堆外的、直接向系统申请的内存空间。通常访问直接内存的速度会优于java堆。因此出于性能的考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。由于直接内存在java堆外，因此它的大小不会直接受限于Xmx指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。

4）垃圾回收系统是java虚拟机的重要组成部分，垃圾回收器可以对方法区、java堆和直接内存进行回收。其中，java堆是垃圾收集器的工作重点。和C/C++不同，java中所有的对象空间释放都是隐式的，也就是说，java中没有类似free()或者delete()这样的函数释放指定的内存区域。对于不再使用的垃圾对象，垃圾回收系统会在后台默默工作，默默查找、标识并释放垃圾对象，完成包括java堆、方法区和直接内存中的全自动化管理。

5）每一个java虚拟机线程都有一个私有的java栈，一个线程的java栈在线程创建的时候被创建，java栈中保存着帧信息，局部变量、方法参数，同时和java方法的调用、返回密切相关。

6）本地方法栈和java栈非常类似，最大的不同在于java栈用于方法的调用，而本地方法栈则用于本地方法的调用，即系统api，作为对java虚拟机的重要扩展，java虚拟机允许java直接调用本地方法（通常使用C编写）

7）PC（Program Counter）寄存器也是每一个线程私有的空间，java虚拟机会为每一个java线程创建PC寄存器。在任意时刻，一个java线程总是在执行一个方法，这个正在被执行的方法称为当前方法。如果当前方法不是本地方法，PC寄存器就会指向当前正在被执行的指令。如果当前方法是本地方法，那么PC寄存器的值就是undefined

8)执行引擎是java虚拟机的最核心组件之一，【HotSpot--vm执行引擎】。它负责执行虚拟机的字节码，现代虚拟机为了提高执行效率，会使用即时编译技术(just in time)将方法编译成机器码后再执行。

     虚拟机运行模式：Java HotSpot Client VM ,为在客户端环境中减少启动时间而优化；该模式使用代号为C1的轻量级编译器

                                 Java HotSpot Server VM ,为在服务器环境中最大化程序执行速度而设计，处理并发，但内存占用大该模式使用代号为C2的相对重量级编译器；C2比C1编译的相对彻底，服务起来之后，性能更高。

                                注：JDK1.6(64位)之后，-client参数已经不起作用，Server模式成为唯一！！！

 

2. java堆

  

  最为常见的一种构成是将整个java堆分为新生代和老年代和（永久代）。其中新生代存放新生对象或者年龄不大的对象，老年代则存放老年对象和大对象。新生代有可能分为eden区、s0区、s1区（8:1:1），s0区和s1区也被称为from和to区（survivor space幸存区），他们是两块大小相同、可以互换角色的内存空间。

 

3.java栈

  java栈是一块线程私有的内存空间。如果说，java堆和程序数据密切相关，那么java栈就是和线程执行密切相关。线程执行的基本行为是函数调用，每次函数调用的数据都是通过java栈传递的。 jclasslib工具

   栈桢组成----局部变量表、操作数栈、帧数据区

 

4.方法区

和堆一样，方法区是一块所有线程共享的内存区域，它用于保存系统的类信息，比如类的字段、方法、常量池等。方法区的大小决定了系统可以保存多少个类，如果系统定义了太多的类，导致方法区的溢出，虚拟机同样会抛出内存溢出错误。

在JDK1.6、JDK1.7中，方法区可以理解为永久区（Perm）。永久区可以使用参数-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize指定，默认情况下，-XX:MaxPermSize为64M。一个大的永久区可以保存更多的类信息。如果系统使用了一些动态代理，那么有可能会在运行时生成大量的类，如果这样，就需要设置一个合理的永久区大小，确保不发生永久区内存溢出。

在JDK1.8中，永久区已经被彻底移除，取而代之的是元数据区，元数据区大小可以使用参数-XX:MaxMetaspaceSize指定（一个大的元数据区可以使系统支持更多的类），这是一块堆外的直接内存。与永久区不同，如果不指定大小，默认情况下，虚拟机会耗尽所有的可用系统内存。

如果元数据区发生异常，虚拟机一样会抛出异常。

 

解释运行和编译运行的概念：

解释运行：

解释执行以解释方式运行字节码

解释执行的意思是：读一句执行一句　　

编译运行（JIT）：

将字节码编译成机器码

直接执行机器码

运行时编译

编译后性能有数量级的提升

 编译运行的性能优于解释运行。