前言

前一陣子在公司內(nèi)部做了一次技術(shù)分享尘盼，主要講的就是JVM核心知識(shí)购对。由于JVM涉及的知識(shí)太多太廣岂座，所以我就以個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)把內(nèi)容做了一下精簡，只保留最核心的內(nèi)容堰汉，并且把核心的內(nèi)容都給抽出來辽社，讓大家記住最重要的部分。現(xiàn)在翘鸭，我把分享的內(nèi)容總結(jié)出來滴铅。（文中如有紕漏，還望您批評指正就乓，謝謝）

什么是JVM汉匙？

JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫拱烁，是通過在實(shí)際的計(jì)算機(jī)上仿真模擬各種計(jì)算機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)的。由一套字節(jié)碼指令集噩翠、一組寄存器戏自、一個(gè)棧、一個(gè)垃圾回收堆和一個(gè)存儲(chǔ)方法域等組成伤锚。JVM屏蔽了與操作系統(tǒng)平臺(tái)相關(guān)的信息浦妄，使得Java程序只需要生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可在多種平臺(tái)上不加修改的運(yùn)行见芹，這也是Java能夠“一次編譯剂娄，到處運(yùn)行的”原因。

Java文件被加載到JVM的過程

Java代碼執(zhí)行過程.png

Java類的加載

1.四大主動(dòng)引用

• 調(diào)用類的構(gòu)造方法 new Test();

• 調(diào)用類的靜態(tài)變量玄呛、靜態(tài)方法已經(jīng)反射

• 初始化子類（java規(guī)定：初始化子類的時(shí)候會(huì)先初始化其父類阅懦，所以父類會(huì)被加載）

• 含有main方法類會(huì)被提前加載

  注意：調(diào)用常量不會(huì)引起類的加載

2.類的加載過程

未命名文件.png

類加載過程都做好了什么？

• 準(zhǔn)備：給靜態(tài)變量開辟內(nèi)存空間徘铝，同時(shí)設(shè)置初始化的值（注意：這里不是代碼設(shè)置的初始化值耳胎，而是靜態(tài)默認(rèn)的缺省值，比如 int的默認(rèn)值是0）

• 解析：把常量的符號(hào)引用改成直接引用（直接引用即為內(nèi)存地址）

• 初始化：執(zhí)行靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊（當(dāng)存在多個(gè)靜態(tài)變量和靜態(tài)代碼塊的時(shí)候惕它，按照從上到下的順序執(zhí)行）

總結(jié)：當(dāng)一個(gè)類被主動(dòng)引用的時(shí)候怕午，會(huì)進(jìn)行類的加載，類的加載過程中會(huì)進(jìn)行靜態(tài)變量的初始化和靜態(tài)代碼塊的執(zhí)行淹魄，并且會(huì)把常量的符號(hào)引用替換成直接引用郁惜。整個(gè)類的加載過程網(wǎng)上一搜有一大堆，黑子加粗的是需要大家必須知道和記住甲锡。

為什么靜態(tài)方法中不能引入非靜態(tài)變量兆蕉？

答：當(dāng)類被加載的時(shí)候，非靜態(tài)變量還沒有得到初始化缤沦，而靜態(tài)方法不需要擁有對象實(shí)例就可以得到執(zhí)行虎韵，所以靜態(tài)方法中不能引用非靜態(tài)變量。

為什么可以使用 private static final Singleton instance = new Singleton();這種方式做單例模式缸废？

答：因?yàn)轭愔粫?huì)被初始化加載一次包蓝，當(dāng)類被加載的時(shí)候靜態(tài)變量會(huì)得到初始化，Java的枚舉類就是利用這種方式企量，里面的枚舉類型的數(shù)據(jù)就是靜態(tài)常量

類加載器

• 啟動(dòng)類加載器: 負(fù)責(zé)加載存放在<JAVA_HOME>\lib目錄中的類测萎；被-Xbootclasspath參數(shù)所指定路徑中、并且是被虛擬機(jī)識(shí)別的類庫

• 擴(kuò)展類加載器:負(fù)責(zé)加載<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中的類庫梁钾；被java.ext.dirs系統(tǒng)變量所指定的路徑中的所有類庫

• 應(yīng)用類加載器:負(fù)責(zé)加載 用戶類路徑（ClassPath）上所指定的類庫（如無特殊指定绳泉，我們的寫的在項(xiàng)目里寫的java代碼都是被這個(gè)類加載器進(jìn)行加載的）
  

  類加載器.png

4.雙親委派模型

當(dāng)一個(gè)類被加載的時(shí)候逊抡，所有的類加載器都會(huì)把加載任務(wù)交給父加載器姆泻，結(jié)合上這張圖來看零酪，也就說雙親委派模型最后都會(huì)交給啟動(dòng)類加載器進(jìn)行加載，只有當(dāng)父類加載器加載不了的時(shí)候才會(huì)交給子類進(jìn)行加載拇勃。

protected Class<?> loadClass(String var1, boolean var2) throws ClassNotFoundException {
        synchronized(this.getClassLoadingLock(var1)) {
            Class var4 = this.findLoadedClass(var1);
            if (var4 == null) {
                long var5 = System.nanoTime();

                try {
                    if (this.parent != null) {
                        var4 = this.parent.loadClass(var1, false);//先讓父類進(jìn)行加載
                    } else {
                        var4 = this.findBootstrapClassOrNull(var1);//當(dāng)parent為null的時(shí)候使用啟動(dòng)類加載器加載
                    }
                } catch (ClassNotFoundException var10) {
                }

                if (var4 == null) {
                    long var7 = System.nanoTime();
                    var4 = this.findClass(var1);//當(dāng)父類加載不了的時(shí)候才會(huì)交給子類進(jìn)行加載
                    PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(var7 - var5);
                    PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(var7);
                    PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }

            if (var2) {
                this.resolveClass(var4);
            }

            return var4;
        }
    }

優(yōu)點(diǎn)：保證了類的唯一性

注意：雙親委派模型是java推薦的一種技術(shù)模型四苇，不是自定義ClassLoader加載器必須遵守的，另外這里的雙親指的就是父類方咆，別問我我也不知道為啥非要叫雙親

JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu).png

方法區(qū)

方法區(qū)，又叫永久代苫纤，jdk1.6以后也叫元空間碉钠。是JVM內(nèi)存區(qū)域中比較穩(wěn)定的一塊，很少發(fā)生GC卷拘。在方法區(qū)中存放類信息喊废、靜態(tài)變量以及常量等信息。方法區(qū)是線程共享的栗弟，存在線程安全問題污筷。

棧內(nèi)存

棧內(nèi)存結(jié)構(gòu).png

• 局部變量表：存放方法中的局部變量
• 操作數(shù)棧：執(zhí)行方法中的各種操作耿焊，例如：賦值之類的操作
• 動(dòng)態(tài)鏈接：把方法中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用（直接引用即內(nèi)存地址）
• 方法出口：記錄返回值以
  及程序當(dāng)前執(zhí)行的位置

本地方法棧

同方法棧類似揪惦，存放的是本地調(diào)用方法(即native修飾的，如public static native void yield();

程序計(jì)數(shù)器

線程私有罗侯，每個(gè)線程會(huì)有一個(gè)區(qū)域存放程序計(jì)數(shù)器

作用：記錄所在線程執(zhí)行到了哪一步

場景：當(dāng)某個(gè)所有的線程的時(shí)間片被搶走時(shí)器腋，過了一段時(shí)間再被恢復(fù)以后，該線程的代碼不會(huì)從頭執(zhí)行钩杰，而是會(huì)按照程序計(jì)數(shù)器所記錄的位置執(zhí)行

堆內(nèi)存

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)中棧內(nèi)存最大纫塌，線程共線，是主要發(fā)生GC的位置讲弄，存放的是Java實(shí)例對象措左，也就是說所有通過new的對象都存在這里。在堆內(nèi)存中避除，有劃分了成了新生代和老年代怎披，默認(rèn)比例1：2胸嘁，在新生代中又劃分為了eden、sur0和sur1,默認(rèn)的比例是8：1：1凉逛，所有剛new的出來的對象都會(huì)放到eden區(qū)域中性宏。

堆內(nèi)存.png

總結(jié)

JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)是非常重要的一個(gè)部分，有幾個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn)一定要記鬃捶伞：

• 所有new的對象一定存在堆內(nèi)存中

• 非靜態(tài)成員變量存在堆內(nèi)存中毫胜，局部變量都在棧內(nèi)存中

  通過代碼再來加固一下

public class Test {

    public static User user = new User();//static修飾 user這個(gè)實(shí)例存在方法區(qū) new User()生成的對象在堆區(qū)，此時(shí)user引用了堆區(qū)的對象

    private int a = 10;//a存在了堆區(qū)诬辈，引用了棧里面的整型變量10
    
    private Date date = new Date();//date存在堆區(qū)酵使，new Date()生成的對象也在堆區(qū)，date引用了生成的對象

    private int compute() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        User user = new User();//注意此時(shí)user是局部變量焙糟，所以存在棧區(qū)凝化，而new User()生成的對象在堆區(qū)，此時(shí)棧區(qū)的user引用了堆區(qū)生成的對象
        int c = (a + b) * 10;
        int d = com();
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        System.out.println(test.compute());
    }
    
    }

垃圾回收

垃圾回收即GC酬荞，剛才講堆內(nèi)存的時(shí)候搓劫，提到了堆內(nèi)存是存放的java對象，是主要發(fā)生GC的位置混巧。

垃圾回收.png

GC ROOT：

1.方法棧（局部變量表）中引用的對象
2.本地方法棧 中 JNI引用的對象
3.方法區(qū) 中常量、類靜態(tài)屬性引用的對象

總結(jié)

本文主要講了類的加載過程蛙埂、JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)以及垃圾回收倦畅。由于我個(gè)人讀過很多JVM的文章都寫得太多太詳盡，反正讀多了容易掌握不到重點(diǎn)绣的，而本文就是對核心知識(shí)一個(gè)總結(jié)叠赐，雖然不夠詳盡，但是無論是工作還是面試當(dāng)中應(yīng)該都夠用了屡江。如果文章有錯(cuò)誤的內(nèi)容或者漏講了一些重要的知識(shí)點(diǎn)芭概，歡迎大家在評論區(qū)給我留言，謝謝~