JVM常见知识（一）

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一、Jvm体系结构？以及一个.java文件的执行过程

类加载器，运行时数据区，执行引擎、本地方法接口

首先通过类加载器（ClassLoader）会把 Java 代码转换成字节码，
运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，
因此需要特定的命令解析器–执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，
而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（本地方法接口Native Interface）来实现整个程序的功能。

二、Jvm运行时区域？

程序计数器,方法区，栈，堆，本地方法栈，

程序计数器:线程私有的；是一个指针；指向方法区中的方法字节码（用来存储指向下一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），由执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间

java虚拟机栈: 线程私有的,每个线程都会创建一个栈；生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是方法执行的内存模型：每个方法的执行都会创建一个栈帧（stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每个方法呗调用直至执行完毕的过程，就对应一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程。局部变量表存放了编译器可知的各种java虚拟机基本数据类型（8种）、对象引用（不一定是对象本身，也可是一个指向起始地址的引用指针，也可是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）。
这些数据类型在局部变量表中的存储空间以局部变量槽（slot）来表示，其中64位长度的long和double类型的数据会占用两个变量槽，其他的数据类型只会占用一个。局部变量表所需的内存空间是完全正确的，在方法运行期间不会改变局部变量表的大小（大小是指变量槽的数量，虚拟机真正使用多大的内存空间（比如一个槽占用32bit、64bit或者更多）来实现一个变量槽，这完全由具体的虚拟机实现自行决定的事情）。
遵循后进先出原则（递归调用原理分析后续可以讲一下）；是一个连续的内存空间。
有两类异常：1、如果线程请求的栈深度（每次方法调用都会有一个栈帧压入虚拟机栈，操作系统给jvm分配的内存是有限的。如果方法调用过多，导致虚拟机满了就会溢出，这里栈帧深度就是指栈帧的数量）大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果java虚拟机栈容量可以动态扩展，当栈扩展时无法申请到足够的内存会抛出OutOfMemoryError异常。

本地方法栈（Native Method Stacks）:与虚拟机栈发挥的作用相似，区别是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机栈使用到本地方法（native）服务。也即保存被native修饰的方法，即非java方法。

java堆:堆是被所有线程共享的一块内存区域，并且是虚拟机管理内存最大的一块。在虚拟机启动时创建；这个内存区域的唯一目的是用来存放对象实例,java世界“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存，垃圾收集器就是收集这些对象，然后根据GC算法回收。是个不连续的内存空间。
如果在java堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，java虚拟机将会抛出OutOfMemoryError异常。
堆内存分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。新生代又分为伊甸区（Eden）和幸存者区（Survivor）。幸存者区由幸存者0区（FromSpace）和幸存者1区（ToSpace）组成。伊甸区和幸存者0、1区默认比例是8:1:1。
新生成的对象首先放到新生代的伊甸区，当伊甸区空间满了，触发Minor GC，存活下来的对象移动到幸存者0区，幸存者0区满后触发执行Minor GC，幸存者0区存活对象移动到幸存者1区，这样保证了一段时间内总有一个幸存者区为空。经过多次Minor GC仍然存活的对象移动到老年代。
老年代存储长期存活的对象，占满时会触发Major GC=Full GC（此处Major GC是清理老年代垃圾并触发minor GC清理新生代垃圾还是Major GC既清理老年代也新生代垃圾，我要查一下），GC期间会停止所有线程等待GC完成，所以对响应要求高的应用尽量减少发生Major GC，避免响应超时。
Minor GC ：清理年轻代
Major GC ：清理老年代
Full GC ：清理整个堆空间，包括年轻代和永久代
所有GC都会停止应用所有线程。
方法区 :*方法区是线程共享的。*比如：类的代码、静态变量、运行时常量池。
方法区在jdk1.7以前，习惯上把方法区称为永久代（习惯上），而到了JDK8，终于完全废弃了永久代的概念，在本地内存中实现的元空间（Metaspace）来代替。这两个最大的区别就是：元空间不在虚拟机设置的内存中，而是使用本地内存。
如果方法区无法满足新的内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。