一.?基本概念

?Java虛擬機(jī):? java程序 被編譯后產(chǎn)生的.class字節(jié)碼文件,會(huì)被加載到j(luò)vm户秤，java.exe會(huì)執(zhí)行這個(gè)class文件(java.exe實(shí)質(zhì)是裝載jvm.dll),只要操作系統(tǒng)在jvm,就可以運(yùn)行這個(gè)字節(jié)碼文件,即平臺(tái)無(wú)關(guān)性;是java的運(yùn)行環(huán)境也是jre的一部分

二.??生命周期

1.jvm實(shí)例的誕生:當(dāng)一個(gè)java程序啟動(dòng)時(shí)慈迈，產(chǎn)生一個(gè)jvm實(shí)例。任何一個(gè)擁有public static void? main(String[]? args)函數(shù)的class都可以作為JVM實(shí)例運(yùn)行的起點(diǎn)?

2.Jvm實(shí)例的運(yùn)行: main()作為該程序初始線程的起點(diǎn)恋捆，任何其他線程均由該線程啟動(dòng),

說(shuō)明 :jvm內(nèi)部有兩個(gè)線程:

守護(hù)線程:jvm自己使用的線程(垃圾回收線程)

普通線程:java線程 (main函數(shù))

3 .jvm實(shí)例的消亡: 當(dāng)程序中的所有非守護(hù)線程都終止時(shí)妒峦，JVM才退出

三.?jvm啟動(dòng)過(guò)程

1.創(chuàng)建JVM裝載環(huán)境和配置：當(dāng)運(yùn)行一個(gè)java程序時(shí),會(huì)根據(jù)path找到j(luò)ava.exe, java.exe會(huì)根據(jù)一系列的過(guò) 程查找到j(luò)vm的路徑和參數(shù)的配置,過(guò)程如下:

a. 首先查找jre路徑杏节，Java是通過(guò)GetApplicationHome api來(lái)獲得當(dāng)前的Java.exe絕對(duì)路徑唯竹， c:\j2sdk1.4.2_09\bin\Java.exe,那么它會(huì)截取到絕對(duì)路徑c:\j2sdk1.4.2_09\乐导，判斷 c:\j2sdk1.4.2_09\bin\Java.dll文件是否存 在, 如果存在就把c:\j2sdk1.4.2_09\作為jre路徑

b 如果不存在則判斷c:\j2sdk1.4.2_09\jre\bin\Java.dll是否存在，如果存在這c:\j2sdk1.4.2_09\jre作為jre路徑．如果不存在調(diào)用GetPublicJREHome? 查? ?HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\JavaSoft\Java? ?RuntimeEnvironment\“當(dāng)前JRE版本號(hào)”\JavaHome的路徑為jre路徑

?2.裝載JVM.dll:? ?通過(guò)第一步已經(jīng)找到了JVM的路徑浸颓，Java通過(guò)LoadJavaVM來(lái)裝入JVM.dll文件

3.初始化JVM.dll并掛界到JNIENV(JNI調(diào)用接口)實(shí)例:初始化JVM物臂，獲得本地調(diào)用接口

4.調(diào)用JNIEnv實(shí)例裝載并處理class類。運(yùn)行jar:Java -jar XXX.jar;運(yùn)行class文件

四.?類加載子系統(tǒng)（類加載器）

1. JVM類裝載過(guò)程

(1) 加載：通過(guò)一個(gè)類的全限定名來(lái)獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流产上。 將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為方法區(qū)（JDK1.8以前或者元數(shù)據(jù)（JDK1.8以的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鹦聪。 在內(nèi)存中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對(duì)象，作為方法 區(qū) 或元數(shù)據(jù)區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問(wèn)入口

(2）驗(yàn)證:? 這一階段的主要目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中所包含的信息符合當(dāng)前JVM的要求蒂秘，并且不 會(huì)危害JVM自身的安全。

(3）準(zhǔn)備：準(zhǔn)備階段是正式為類變量（被static修飾的變量）分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段淘太，這些變量 所使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)（<Jdk1.8）元數(shù)據(jù)區(qū)（>=Jdk1.8）中進(jìn)行分配姻僧。這時(shí)候進(jìn)行內(nèi)存分配? 的僅包括類變量，而不包括實(shí)例變量蒲牧，實(shí)例變量將會(huì)在對(duì)象實(shí)例化的時(shí)候隨對(duì)象一起分配在 Java堆中

(4）解析：對(duì)于一個(gè)方法調(diào)用撇贺，編譯器會(huì)生成一個(gè)包含目標(biāo)方法所在類的名字、目標(biāo)方法的名字冰抢、接收參數(shù)類型以及返回值類型的符號(hào)引用松嘶，來(lái)指代所要調(diào)用的方法。解析階段的目的就是將這些符號(hào)引用 解 析成為實(shí)際引用挎扰。而實(shí)際引用就是真正指向內(nèi)存地址的指針翠订、相對(duì)偏移量或能間接定位到目標(biāo)的句柄。解析動(dòng)作主要針對(duì)類或接口遵倦、字段尽超、類方法、接口方法梧躺、方法類型似谁、方法句柄和調(diào)用點(diǎn)限 定符這7類符號(hào)引用進(jìn)行

(5）初始化：類初始化是類加載過(guò)程的最后一步，是為標(biāo)記為常量值的字段賦值如果直接賦值的靜態(tài)字段被 final所修飾掠哥，并且它的類型是基本類型或字符串時(shí)巩踏，那么該字段便會(huì)被 Java 編譯器標(biāo)記成常量? ?值（ConstantValue），其初始化直接由Java 虛擬機(jī)完成续搀。

?2.類加載器

(1）Bootstrap ClassLoader:啟動(dòng)類加載器加載JDK中的核心類庫(kù)塞琼，由c++編寫(xiě) ?是jvm的一部分

(2）Extension ClassLoader:擴(kuò)展類加載器,由Bootstrap classloader 加載，加載java的擴(kuò)展類庫(kù)

(3）App ClassLoader:系統(tǒng)類加載器目代，由Bootstrap classloader 加載 屈梁，加載應(yīng)用程序classpath目錄下所有的jar和 class文件

說(shuō)明?:類加載是有層次關(guān)系的這種關(guān)系被稱之為類加載器的“雙親委派模式”嗤练，它要求除了頂層啟動(dòng)類加載器外，其余 所有的類加載器都應(yīng)當(dāng)有自己的父類加載器

五.?Jvm內(nèi)存模型

1.方法區(qū)

a? ?保存所加載的類的信息（名稱,修飾符）在讶，類中的靜態(tài)變量煞抬，類中定義為fianl類型的常量，

b? ?類中的field信息构哺，類中的方法信息

c? ?內(nèi)存可以在運(yùn)行時(shí)擴(kuò)展革答，會(huì)被垃圾回收

d? ?所有線程共享,必須保證線程安全??outofmemery

2.常量池(方法區(qū)的一部分):??

a??存放編譯期間生成的各種字面量和符號(hào)引用，

b? 編譯期間產(chǎn)生的+運(yùn)行期間產(chǎn)生的都放在常量池

c? ?存放的是對(duì)象的引用而不是對(duì)象本身

d? ??Byte曙强、Short残拐、Integer、Long碟嘴、Character溪食、Boolean、String這7種包裝類都各自實(shí)現(xiàn)了自己的常量池??Float和 Double 沒(méi)有實(shí)現(xiàn)常量池娜扇。

e? ?Byte错沃、Short、Integer雀瓢、Long枢析、Character這5種包裝類都默認(rèn)創(chuàng)建了數(shù)值[-128 , 127]的緩存數(shù)據(jù)。當(dāng)對(duì)這5個(gè)類型的數(shù)據(jù)不在這個(gè)區(qū)間內(nèi)的時(shí)候刃麸，將會(huì)去創(chuàng)建新的對(duì)象醒叁，并且不會(huì)將這些新的對(duì)象放入常量池中。

f? ?String包裝類:

以: String?str1?=?"aaa"?為例來(lái)說(shuō)明string的創(chuàng)建過(guò)程

首先jvm會(huì)去常量池中是否有aaa這個(gè)對(duì)象泊业；如果存在返回這個(gè)對(duì)象的引用給str1把沼；如果不存在在堆中創(chuàng)建 一個(gè)相應(yīng)的對(duì)象，將對(duì)象的引用存儲(chǔ)在常量池中脱吱，返回對(duì)象的引用給str1 New構(gòu)造的字符串對(duì)象智政，不管常量池中是否存在相同對(duì)象的引用，都會(huì)創(chuàng)建 新的字符串箱蝠， 調(diào)用intern()方法會(huì)去檢查常量池中是否有這個(gè)對(duì)象的引用

上述會(huì)創(chuàng)建三個(gè)對(duì)象续捂。第一個(gè)："abc" ，第二個(gè)："efg"宦搬，第三個(gè)："abc"+"efg"（"abcefg"）String str5 = "abcefg"; 這句代碼 并沒(méi)有創(chuàng)建對(duì)象牙瓢，它從常量池中找到了"abcefg" 的引用，所有str4 == str5 返回TRUE间校，因?yàn)樗鼈兌贾赶蛞粋€(gè)相同的對(duì)象矾克。

g? ?Stringbuilder生成的字符串會(huì)自動(dòng)加載到常量池中

3.java堆

a? 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)例和數(shù)組值即java通過(guò)new創(chuàng)建的對(duì)象

b? ?線程共享，所以給對(duì)象分配內(nèi)存時(shí)要加鎖

c? 占用的空間內(nèi)存最大

d? ?先進(jìn)先出 可以動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存大小 垃圾回收

3.1堆的分區(qū)

新生代:? 新生代又可以劃分為一塊較大的Eden區(qū)域和兩塊較小的Survivor空間憔足，每次使用Eden和其中一塊Survivor區(qū)域胁附【品保回收時(shí)，將存活的對(duì)象一次性拷貝到另一塊Survivor空間上控妻，再清理掉用過(guò)的Eden和Survivor空間州袒。默認(rèn)Eden區(qū)域：Survivor區(qū)域=8:1 也就是每次使用新生代容量的90%，只有10%被浪費(fèi)弓候； 復(fù)制算法進(jìn)行垃圾回收

老年代:? ?默認(rèn)情況下當(dāng)年齡到達(dá)15后郎哭，就會(huì)晉升到老年代中。老年代采用標(biāo)記清除和標(biāo)記整理算法進(jìn)行垃圾收集菇存。

3.2 對(duì)象的創(chuàng)建

(1）首先程序計(jì)數(shù)器在收到這個(gè)new得到指令時(shí)候夸研，先到方法區(qū)的常量池檢查有沒(méi)有這個(gè)類的符號(hào)引用，然后檢查類是否加載解析初始化過(guò)沒(méi)有就進(jìn)行類加載

(2）類加載完成后依鸥，JVM就要在java堆上為對(duì)象分配內(nèi)存亥至，這個(gè)內(nèi)存大小是在類加載的時(shí)候就確定的，從java堆中分配內(nèi) 存有兩種方式一個(gè)指針碰撞贱迟，一個(gè)空閑列表方式抬闯，兩種方式各有優(yōu)點(diǎn)

(3）初始化，JVM將分配到的內(nèi)存區(qū)域初始化為零值关筒，這個(gè)操作保證了對(duì)象的實(shí)例字段可以不賦初始值就可以使用，然后對(duì)對(duì)象頭數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置（對(duì)象分為3部分內(nèi)容）

(4）執(zhí)行方法杯缺，這個(gè)方法其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)的賦值內(nèi)容蒸播，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，到此一個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建就完成了

4. Java棧

Java棧中只保存基本數(shù)據(jù)類型和自定義的對(duì)象的引用

先進(jìn)后出

數(shù)據(jù)超出作用域后會(huì)自動(dòng)釋放不進(jìn)行垃圾回收

每個(gè)線程都是建立一個(gè)私有的棧萍肆，每個(gè)棧包含多個(gè)棧幀袍榆，每個(gè)方法的每次調(diào)用都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀

注意:包裝類型String Integer Byte Short Boolean Long Character 放在堆中

5. 本地方法棧

類似java棧 ?存儲(chǔ)本地方法的局部變量

在調(diào)用本地方法接口或程序時(shí)啟動(dòng)

由于本地方法由c編寫(xiě) 不由jvm運(yùn)行 ?不受jvm管理

6.程序計(jì)時(shí)器

字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過(guò)改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來(lái)選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令；JVM的多線程是通過(guò)線程輪流切換并分配 處理器執(zhí)行時(shí)間的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的塘揣，為了各條線程之間的切換后計(jì)數(shù)器能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置包雀，所以每條線程都會(huì)有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器

程序計(jì)數(shù)器僅占很小的一塊內(nèi)存空間

說(shuō)明??:? 程序計(jì)數(shù)器這個(gè)內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在JVM規(guī)范中沒(méi)有規(guī)定任何OutOfMemoryError（內(nèi)存不足錯(cuò)誤）的區(qū)域。

六.?GC的判定方法

?即判定這個(gè)對(duì)象是否存活亲铡，包含引用計(jì)數(shù)+引用鏈

1? ?引用計(jì)數(shù)

給對(duì)象添加一個(gè)計(jì)數(shù)器,如果對(duì)象被引用 計(jì)數(shù)器+1才写，引用失效計(jì)數(shù)器-1，當(dāng)計(jì)數(shù)器=0時(shí)則判定對(duì)象沒(méi)有被引用

2? 引用鏈

（可達(dá)性分析算法）通過(guò)GC-Root為對(duì)象起點(diǎn) 通過(guò)這個(gè)節(jié)點(diǎn)向下搜索奖蔓，當(dāng)一個(gè)對(duì)象到GC-Root沒(méi)有被任何引用連接時(shí)赞草，對(duì)象不可用

?七.?GC收集方法

?1? 標(biāo)記清除算法

標(biāo)記所有需要回收的對(duì)象，標(biāo)記完后統(tǒng)一回收

缺點(diǎn)??: 效率不高標(biāo)記清楚后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)內(nèi)存碎片吆鹤，當(dāng)需要大塊連續(xù)內(nèi)存空間時(shí) 無(wú)法找到

2? 復(fù)制算法

將內(nèi)存按容量分為大小相等的兩塊區(qū)域厨疙，每次使用其中一塊，當(dāng)一塊用完了疑务，將存活的移到另一個(gè)區(qū)域沾凄，統(tǒng)一清除掉

缺點(diǎn)??:? 每次只能使用內(nèi)存的一半梗醇，存活多的話會(huì)大量復(fù)制 效率低

3 標(biāo)記整理算法

先對(duì)死亡的進(jìn)行標(biāo)記，將存活的移到另一端撒蟀，清理掉邊界以外的內(nèi)存

?4.分代收集算法

根據(jù)存活的時(shí)間將對(duì)象分為新生代和老年代 新生代使用復(fù)制算法 老年代使用 ??標(biāo)記清除算法+標(biāo)記整理算法