JVM定義：

JVM(Java Virtual Machine)，是一種運行Java程序的軟件實現(xiàn)，是虛擬的機器。Java程序與平臺無關(guān)，它直接在虛擬機中運行。

JVM運行過程：

JVM將內(nèi)存分劃如下五個區(qū)域：

1、方法區(qū)；2、堆區(qū)；3、虛擬機棧；4、本地方法棧；5、程序計數(shù)器；

方法區(qū)(Method Area)：

JVM使用類裝載器裝載某個類時，會找到相應(yīng)的class文件，并讀取該文件內(nèi)容信息，以及將存儲到方法，最后返回一個class實例。

方法區(qū)存放內(nèi)容：1、類的全限定名(類的全路徑名)；2、類的直接超類的權(quán)全限定名(如果這個類是Object，則它沒有超類)；3、類的類型(類或接口)；4、類的訪問修飾符，public，abstract，final等；5、類的直接接口全限定名的有序列表；6、常量池(字段，方法信息，靜態(tài)變量，類型引用(class))等；

方法區(qū)是全局共享的，但是它也是線程安全的。在一定條件下它也會被GC。當(dāng)方法區(qū)使用的內(nèi)存超過它允許的大小時，就會拋出OutOfMemory：PermGen Space異常。產(chǎn)生該錯誤的原因大都出于以下原因：JVM內(nèi)存過小、程序不嚴密，產(chǎn)生了過多的垃圾。

JVM方法區(qū)的相關(guān)參數(shù)，最小值：--XX：PermSize；最大值：--XX：MaxPermSize。

堆區(qū)(Heap?Area)：

一個運行時數(shù)據(jù)區(qū)，類的實例(new創(chuàng)造的對象)從中分配空間，它的管理是由垃圾回收來負責(zé)的。堆區(qū)由所有線程共享，且用來存儲對象實例及數(shù)組值。

對于堆區(qū)大小，可以通過參數(shù)-Xms和-Xmx來控制：

-Xms為JVM啟動時申請的最新head內(nèi)存，默認為物理內(nèi)存的1/64但小于1GB；

-Xmx為JVM可申請的最大Head內(nèi)存，默認為物理內(nèi)存的1/4但小于1GB；

當(dāng)剩余堆空間小于40%時，JVM會增大Head到-Xmx大小，可通過-XX：MinHeapFreeRadio參數(shù)來控制這個比例；

當(dāng)空余堆內(nèi)存大于70%時，JVM會減少Head大小到-Xms指定大小，可通過-XX：MaxHeapFreeRatio來指定這個比例。

虛擬機棧(JVM Stacks)：

虛擬機棧是線程私有的，它的生命周期與線程相同。虛擬機棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模式：每個方法在執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個棧幀(Statck Frame)，用于存儲局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。每個方法從調(diào)用至執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機棧中入棧到出棧的過程。

局部變量表存放了編譯期可知的各種基本數(shù)據(jù)類型(boolean、btye、char、short、int、float、long、double)、對象引用(reference類型，它不等于對象本身，可能是一個指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔?#xff0c;也可能是指向一個代表對象的句柄或其他與此對象相關(guān)的位置)和returnAddress類型(指向了一個字節(jié)碼指令的地址)

其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個局部變量空間(Slot)，其他都是1個Slot。局部變量表所需的內(nèi)存空間是在編譯期間完成分配，當(dāng)進入一個方法時，這個方法需要在幀中分配多大的局部變量空間是完全確定的，在方法運行期間不會改變局部變量表的大小。

虛擬機棧中定義了兩種異常，如果線程請求的棧深度大于虛擬機所允許深度，則拋出StatckOverFlowError(棧溢出)；不過多數(shù)Java虛擬機都允許動態(tài)擴展虛擬機棧的大小(有少部分是固定長度的)，所以線程可以一直申請棧，直到內(nèi)存不足，則會拋出OutOfMemoryError(內(nèi)存溢出)。

本地方法棧(Native Method Stack)：

本地方法棧用于支持native方法的執(zhí)行，存儲了每個native方法調(diào)用的狀態(tài)。本地方法棧和虛擬機方法棧運行機制一致，它們唯一的區(qū)別就是，虛擬機棧是執(zhí)行Java方法的，而本地方法棧是用來執(zhí)行native方法的，在很多虛擬機中，會將本地方法棧與虛擬機棧放在一起使用。

程序計數(shù)器(Program Counter Register)：

一個比較小的內(nèi)存空間，可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。在虛擬機的概念模型里(僅是概念模型，各種虛擬機可能會通過一些更高效的方式去實現(xiàn))，字節(jié)碼解釋器工作時，會通過改變這個計數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個計數(shù)器來完成。

由于Java虛擬機的多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時間的方式來實現(xiàn)的，在任何一個確定的時刻，一個處理器(對于多核處理器來說是一個內(nèi)核)都只會執(zhí)行一個線程中的指令。因此，為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每條線程都需要有一個獨立的程序計數(shù)器，每條線程之間計數(shù)器互不影響，獨立存儲。

如果線程正在執(zhí)行的是一個Java方法，這個計數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機字節(jié)碼指令地址；如果正在執(zhí)行的是Native方法，這個計數(shù)器的值為空(Undefined)。此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java虛擬機規(guī)范中沒有任何OutOfMemoryError的區(qū)域。

JAVA對象訪問方式

一個Java的引用訪問涉及到3個內(nèi)存區(qū)域：JVM棧、堆、方法區(qū)。

以最簡單的本地變量引用，Object obj = new Object()為例：

類變量(方法區(qū))：獨立于方法之外的變量，用 static 修飾；

實例變量(堆)：獨立于方法之外的變量，不過沒有 static 修飾；

局部變量(棧)：類的方法中的變量；

public class Test{

static int a=0; // 類變量

String b="hello world"; // 實例變量

public void method(){

int c =0; // 局部變量

}

}

Object obj表示一個本地引用，存儲在JVM棧的本地變量表中，表示一個reference類型數(shù)據(jù)；

new Object()作為實例對象數(shù)據(jù)存儲在堆中；

堆中還記錄了能夠查詢到此Object對象的類型數(shù)據(jù)(接口、方法、field、對象類型等)的地址，實際的數(shù)據(jù)則存儲在方法區(qū)中；

在Java虛擬機規(guī)范中，只規(guī)定了指向?qū)ο蟮囊?#xff0c;對于通過reference類型引用訪問具體對象的方式并未做規(guī)定，不過目前主流的實現(xiàn)方式只要有兩種：

1)、句柄訪問：通過句柄訪問的實現(xiàn)方式中，JVM堆中會劃分單獨一塊內(nèi)存區(qū)域作為句柄池，句柄池中存儲了對象實例數(shù)據(jù)(在堆中)和對象類型數(shù)據(jù)(在方法區(qū)中)的指針。這種實現(xiàn)方法由于用句柄表示地址，因此十分穩(wěn)定。

2)、指針訪問：通過直接指針訪問的方式中，reference中存儲的就是對象在堆中的實際地址，在堆中存儲的對象信息中包含了在方法區(qū)中的相應(yīng)類型數(shù)據(jù)。這種方法最大的優(yōu)勢是速度快，在HotSpot虛擬機中用的就是這種方式。

總結(jié)

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