一篇文章詳解JVM

在學(xué)習(xí)Java中，JVM到底是什么呢箱硕？可能帶有很多的疑問悟衩。在這里給大家詳細(xì)的講解一下什么是JVM座泳。這個也是小編在最近自己學(xué)習(xí)總結(jié)。

1挑势、什么是JVM

JVM是Java Virtual Machine（Java[虛擬機(jī)]）的縮寫，JVM是一種用于計算設(shè)備的規(guī)范来氧，它是一個虛構(gòu)出來的計算機(jī)香拉，是通過在實際的計算機(jī)上仿真模擬各種計算機(jī)功能來實現(xiàn)的。java常見三種JVM：HotSpot扑毡，JRockit盛险，j9vm

查看本地jvm

2苦掘、JVM在什么位置

先給大家看一張關(guān)于jvm圖

jvm位置.png

在JVM中，我們可以看到JVM處于操作系統(tǒng)之上膜赃。老師在教我們編寫第一行代碼的時候揉忘，就先教我們安裝環(huán)境。在圖中我們可以看到疲眷。平時我們開發(fā)的軟件都是基于jvm的環(huán)境上運行的您朽。

3、class類運行執(zhí)行過程

在給大家看一張關(guān)于jvm的圖片

java文件執(zhí)行過程

這張圖對于學(xué)習(xí)java的人應(yīng)該很熟悉几颜。這就是完整的.java文件運行的過程

在這里我們可以看到運行時數(shù)據(jù)區(qū)中讯屈。各個模塊的執(zhí)行具體細(xì)節(jié)。

類加載器
顧名思義類加載器就是加載class類谆趾。在類加載器中

類加載器

平時我們?yōu)槭裁茨軌虻玫筋惢ε睢Ｊ怯捎陬惣虞d器的作用

類加載器.png

測試.png

代碼中我們可以看到。得到類的加載器時逸雹，先查找本地系統(tǒng)的類加載器云挟，如果沒有就向上一層查看。直到最后根系統(tǒng)加載器辫樱。這就是雙親委派機(jī)制俊庇。
雙親委派機(jī)制:主要是保證類的安全，所有的類辉饱，加載的時候彭沼，都會先委托父類，直到最頂層姓惑，如果有這個類，就直接加載頂層的這個類如果沒有于毙，就向下找，直到找到位置脖旱。

本地方法棧
JVM調(diào)用本地方法
在本地庫接口中介蛉，本地方法接口JNI(Java Native Interface)。 java本地方法接口凡是帶了native關(guān)鍵字践险，說明java程序觸及不到，就會進(jìn)入本地方法棧捏境。本地方法棧中即可調(diào)用本地方法接口中的接口
虛擬機(jī)棧
存放方法運行時所需的數(shù)據(jù)垫言，成為棧幀倾剿。

public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
    public static void test() {
        System.out.println("1");
    }
}

在上面的例子中，就是一個壓棧的過程

棧和隊列

棧（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）：先進(jìn)后出凛捏，后進(jìn)先出
隊列：先進(jìn)先出
在這里借用老師的一句話：喝多了吐就是棧芹缔，吃多了拉就是隊列
如果在壓棧的過程中出現(xiàn)了無限壓棧會有什么情況呢？

image.png

這就是我們常說的棧溢出：java.lang.StackOverflowError
而壓棧過程就如下圖

棧幀

堆
用于存儲對象實例，在講解堆時要聯(lián)合方法區(qū)和棧一起講解

堆蚜点，棧拌阴，方法區(qū)

在我們new對象時，我們會產(chǎn)生一個對象迟赃。就會存在一個壓棧的過程和調(diào)用對象的實例的過程

注意：
(1) 基本數(shù)據(jù)類型的存儲原理：所有的簡單數(shù)據(jù)類型不存在“引用”的概念纤壁，基本數(shù)據(jù)類型都是直接存儲在內(nèi)存中的內(nèi)存棧上的，數(shù)據(jù)本身的值就是存儲在椛闫梗空間里面，Java語言里面八種數(shù)據(jù)類型是這種存儲模型斋否；

(2) 引用類型的存儲原理：引用類型繼承于Object類（也是引用類型）都是按照J(rèn)ava里面存儲對象的內(nèi)存模型來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的拭荤，使用Java內(nèi)存堆和內(nèi)存棧來進(jìn)行這種類型的數(shù)據(jù)存儲，簡單地講旦委，“引用”(存儲對象在內(nèi)存堆上的地址)是存儲在有序的內(nèi)存棧上的，而對象本身的值存儲在內(nèi)存堆上的摩钙；

方法區(qū)
存儲運行時常量池查辩，已被虛擬機(jī)加載的類信息，常量宜岛，靜態(tài)變量萍倡，即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)

4、GC垃圾回收

在講解GC時列敲，應(yīng)該理解GC發(fā)生在什么地方。我們常說的GC100%發(fā)生在數(shù)據(jù)共享區(qū)瘫絮，也就是方法區(qū)和堆填硕。而百分之99%的GC又發(fā)生在堆中。

4.1 GC中的分區(qū)

次數(shù)最頻繁：Young區(qū)
次數(shù)較少：old區(qū)（Young區(qū)常用的放入old區(qū)）
基本不動：perm永久區(qū)

GC

4.2 GC中的算法

引用計數(shù)法

引用計數(shù)法

在引用計數(shù)法：當(dāng)賦值對象時，就給對象一個標(biāo)識姻檀，如果之前這個對象在引用則加一，當(dāng)為零時及未引用胶台。清除為零的對象杂抽。即按照是否引用進(jìn)行清除
缺點：循環(huán)引用時，無法清除（對象1引用對象2铸磅，對象2引用對象1，則一直會引用）阅仔。所以JVM一般不用這個方法
復(fù)制算法

復(fù)制算法

在Eden區(qū)八酒，存放所有的數(shù)據(jù)，經(jīng)過GC清理袭景，復(fù)制到to區(qū)闭树，from區(qū)的數(shù)據(jù)也會復(fù)制到to區(qū)荒澡。清空from區(qū)。并且from變?yōu)閠o區(qū)单山。之前的to區(qū)變?yōu)榱薴rom區(qū)米奸。當(dāng)Young區(qū)滿了后，就會引發(fā)一次輕GC悴晰。如果在引用Young區(qū)的數(shù)據(jù)超過5次。則會把數(shù)據(jù)放入old區(qū)（常用）。如果old區(qū)站滿伪很。則會引發(fā)一次重GC。當(dāng)Young區(qū)和old區(qū)都滿了后纬纪。就會引發(fā)OOM滑肉。
缺點：內(nèi)存空間多浪費一半，需要雙倍的空間
極端情況：當(dāng)數(shù)據(jù)100%需要清理時赦邻，浪費時間。假設(shè)在一片區(qū)域?qū)ο蟠婊顦O低按声，則復(fù)制算法實用。結(jié)論表明：99%的會被GC回收
優(yōu)點：不會存在內(nèi)存的碎片
標(biāo)記清除

標(biāo)記清除

3.1 在未引用的數(shù)據(jù)上面须床。給一個標(biāo)記渐裂。
3.2 清除標(biāo)記后的數(shù)據(jù)。
缺點：二次掃描數(shù)據(jù)族阅，會產(chǎn)生內(nèi)存碎片（清理不連續(xù)）
標(biāo)記壓縮（整理）

標(biāo)記壓縮

缺點：移動標(biāo)記清除后的數(shù)據(jù)需要成本
優(yōu)點：把標(biāo)記清除后的數(shù)據(jù)壓縮到一起坦刀。就不會產(chǎn)生垃圾碎片蔬咬。

在所有的算法中？難道沒有最優(yōu)的算法嘛林艘？

沒有最優(yōu)的算法。只有最合適的算法钢坦。比如在Young區(qū)采用復(fù)制算法咕村。在old區(qū)采用標(biāo)記壓縮方法。這種在不同區(qū)域引用不同的算法叫：分帶收集算法