JVM

　　JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）是一个虚构出来的计算机，通过在真实的计算机上模拟各种计算机功能，本质是一个程序。Java 虚拟机屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使得 Java 编译器生成的字节码文件，可以在多种平台上不加修改地运行。Java 语言的可移植性正是建立在 Java 虚拟机的基础上。

　　Java代码编译运行过程：Java源码文件（.java）-> Java编译器 -> 字节码文件（.class）-> JVM  -> OS 运行。

1. JVM体系结构

　　Java 虚拟机主要分为五大模块：类装载器子系统、运行时数据区、执行引擎、本地方法接口和垃圾收集模块。

　　类装载器子系统：用来加载 .class 字节码文件。

　　运行时数据区：方法区、堆、虚拟机栈、程序计数器、本地方法栈。

• 方法区是被所有线程共享的运行时内存区域，用于存放被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。

• 堆被所有线程共享，用于存放对象实例。

• 虚拟机栈是线程私有的，生命周期与线程相同。每个方法执行都会创建一个栈帧，用于存放局部变量表，操作栈，动态链接，方法出口等。每个方法从被调用，直到被执行完，对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。

• 程序计数器用来记录当前线程中正在执行的指令。

• 本地方法栈是线程调用 Native 方法执行时的栈。

　　执行引擎：执行字节码或本地方法。

　　本地方法接口：Java 通过 JNI 调用本地 C/C++ 库。

2. 垃圾回收机制

　　堆是 JVM 进行垃圾回收的主要场所，其次是方法区。Java 将堆内存分为3大部分：年轻代、老年代和永久代，其中年轻代又分为 Eden 区和两个 Survivor 区。

　　Eden 区主要放新创建的对象，当 Eden 区空间不足时，虚拟机将触发一次 Minor GC。其中一个 Survivor 区保存 Minor GC 幸存下的对象，Eden 区将被清空。每经过一次 Minor GC，对象年龄+1，默认15岁后，该对象就从年轻代转移到老年代。

　　当老年代空间不足时会触发一次 Full GC。

（1）回收对象

　　引用计数、可达性分析

（2）回收算法

　　标记-清除、复制、标记-整理、分代收集

　　年轻代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。

（3）垃圾收集器

　　串行收集器、并行收集器、并发收集器

 3. JVM监控工具

（1）Jvisualvm

　　Jvisualvm 是 JDK 自带的一个 JVM 运行监控工具，可用于监视 CPU、堆内存、类加载信息、线程信息等。

　　如果要监控远程的 tomcat 服务器，则需要配置 catalina.sh 文件。

CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS \
-Dcom.sun.management.jmxremote \
-Djava.rmi.server.hostname=172.16.10.1 \
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=12345 \
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false"

（2）Jstat

　　Jstat 是 JDK 自带的一个轻量级工具，全称 Java Virtual Machine statistics monitoring tool，主要利用 JVM 内建的指令对 Java 应用程序的资源和性能进行实时的命令行的监控，包括了对 Heap size 和垃圾回收状况的监控。

　　Jstat 可以用来监视 VM 内存中的各种堆和非堆的大小及其内存使用量。

　　jstat -class <pid>：显示加载 class 的数量及所占空间等信息。

　　jstat -compiler <pid>：显示 VM 实时编译的数量等信息。

　　jstat -gc <pid>：可以显示 gc 的信息，查看 gc 的次数及时间。