JVM 知识体系极速通关：一文带你秒懂核心要点-优快云博客

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这篇文章特别适合那些刚刚接触 Java 虚拟机（JVM）的新手，以及希望快速回顾 JVM 核心知识的同学。本文基于我个人的学习经验整理而成，旨在帮助大家更好地理解和记忆 JVM 的重要概念。跟着我的步骤来，相信大家的脑子里一定会对JVM相关的知识体系有个清晰的印象。

记忆流程：

当你点击运行按钮，我们编写的Java文件，会经过javac编译成.class文件（字节码文件）。字节码文件会被Classloader（类加载器） 加载到运行时数据区（内存中）。

思考：
操作系统能直接识别字节码文件吗？
不能！需要JVM的执行引擎担任解释器，将字节码解释成机器码。因为字节码指令集属于JVM自己的一套指令规范，操作系统不能直接识别，所以需要这么一个解释器。
解释过程中会调用第三方语言（如C++）提供的本地方法接口（如驱动、地图制作等）。

上面的描述中，我们已经记住了JVM的几个核心组成

JVM核心组成：

类加载器（负责把类文件加载到内存中）
运行时数据区 (也是我们常说的内存)
执行引擎（解释器）
本地方法接口

然后就从JVM的核心组成出发，顺序去深入了解JVM即可

类加载机制

1. 类加载流程：

加载
查找并加载类文件到JVM中。
链接
分三阶段：
- 验证：检查字节码是否符合JVM规范。
- 准备：为静态变量分配内存，赋初始值（如int为0）。
- 解析：将常量池的符号引用转为直接引用（这里的符号引用我们举个例子，myclass类中，我写了个System.out.println(“HELLOW”)，这里的System.out.println就像一个符号引用，大致意思就是 “隔壁老王要打印hellow”，解析之后，就是隔壁老王住在哪儿，我去找他让他打印hellow。这里举例子大家应该懂了，符号引用就像一个签名，我根据签名能找到对应的对象来帮我做事）
初始化
执行静态代码块和静态变量赋值。

2. 双亲委派机制

双亲委派机制是JVM推荐的一种类加载机制，非强制性的哦~

核心逻辑：加载时先委托父类加载器加载，父类无法加载时自己处理。
优点：防止核心类被篡改。
加载顺序：自下而上（子→父），父类加载器不记录子类，向上委托效率更高。

3. 类加载器分类

启动类加载器：加载lib下的核心类。
扩展类加载器：加载lib/ext的扩展类。
应用类加载器：加载用户编写的classpath下的类。

运行时数据区（内存）

这块儿建议大家结合自己写的java代码进行理解记忆，就很ez了。

1. 方法区

存储内容：类信息、常量、静态变量（线程共享）。
演进：
- JVM8前：由永久代实现（基于堆内存，可能OOM）。
- JVM8后：由元空间实现（基于本地内存，降低OOM风险）。

这里我们多提一个即时编译器的概念，还记得执行引擎么，每次都会把我们的字节码指令转换为机器码，每次都要一行行读，我们是否可以把经常被执行的代码给“缓存”起来，便于下次直接使用，就不用解释了？

即时编译器（JIT）：

作用：缓存高频执行的字节码解释结果（直接复用机器码，提升效率）。
存储位置：编译后的代码存入Code Cache（特殊内存空间，不属于方法区或堆）。其实就是个特殊的内存空间，不属于任何地方，因为他“特殊”。

2. 虚拟机栈

特性：线程私有，每个方法调用创建一个栈帧。
栈帧内容：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口。
风险：大部分的stackoverflow都是因为自己的写法有问题导致无限递归，如果是因为内存不足，可以配置对应的栈内存。

3. 堆

特性：线程共享，存储所有对象和数组（GC主战场）。
垃圾回收算法：
1. 标记清除法
  - 流程：标记存活对象→清除未标记对象。
  - 缺点：内存碎片。
2. 标记整理法
  - 流程：标记存活对象→清除未标记对象→整理内存。
  - 缺点：效率低。
3. 复制算法
  - 流程：将存活对象复制到另一块内存→清空原内存。
  - 缺点：内存利用率50%（需预留一半空间）。
堆内存划分：
1. 新生代
  - Eden区（80%）：新对象创建区。
  - Survivor区（S0/S1各10%）：采用复制算法（内存利用率90%）。
这里解释下，新生代是新生JAVA对象玩的地方，复制算法的核心是空间分成两半，但是那样空间的利用率只有百分之50，因为还有一半要用来放可用对象，可如果我每次都使用Eden区和S区的任意一个比如S0，做垃圾回收的时候，把可用对象放到S1区，清除伊甸和S0，然后在用伊甸和S1，做垃圾回收的时候把可用对象再放到S0，以此往复，利用率就有百分之90

这里会产生很多有趣的问题，比如有同学会问，假如可用的大对象在S1放不下咋办？放到老年代做兜底

可能又有同学会问，假如老年代也放不下咋办？那就根据当前的垃圾回收器，做可以对老年代的垃圾回收，然后再去放，比如CMS，做FullGC，对新老年代做垃圾回收，然后在放大对象。

可能又又有同学会问，假如还是放不下咋办，还能咋办？ OOM了呗！
1. 老年代
  - 长期存活对象存放区（大对象直接进入老年代）。

现成的著名的垃圾回收器：

CMS：低停顿，标记清除。
G1：分代+分区，平衡延迟与吞吐。
ZGC：超低停顿（TB级堆）。

4. 本地方法栈

功能：为JNI调用的本地方法分配内存（类似虚拟机栈，线程私有）。

5. 程序计数器

特性：线程私有，唯一无OOM区域。
作用：记录当前线程执行的指令位置（便于CPU切换后恢复）。

原文补充细节

类加载解析阶段：符号引用包含类和方法的信息签名，解析后转为直接引用（内存地址）。
堆内存分配：
- 伊甸区与Survivor区比例默认8:1:1。
- Survivor区放不下的对象直接进入老年代。
垃圾回收触发：
- 老年代空间不足时触发Full GC。
JVM设计权衡：不同垃圾回收器适用于不同场景（如CMS注重低延迟，G1平衡吞吐和延迟）。
OOM场景：
- 方法区（元空间）：加载过多类。
- 堆：创建大对象或内存泄漏。
- 虚拟机栈：无限递归。

过知识点的总体流程：

从我写java代码开始，到被javac编译成字节码文件，会被类加载器加载到内存中

这里我们可以深究JVM的组成 1 ：类加载器，我们可能会联想类加载器的加载过程，类加载器常见的有哪些？双亲委派机制等等？

还能深究JVM的组成2，内存，也是运行时数据区，我们可能又会联想到运行时数据区分那几部分？每部分的主要存储啥？方法区不同JVM的实现？堆？垃圾回收？常见的垃圾回收算法？年轻代里面为啥伊甸区:S0:S1常见比例为8:1:1? 哪几种情况对象会进入到老年代？常见的垃圾回收器和特点等等？我上面问的这些其实都是按流程顺序思考联想的问题。内存这块儿是内容最多的，所以产生的问题碰撞也是最多的，大家后续可以深究下。

字节码文件不能被操作系统直接运行，需要执行引擎解释一下成机器码，然后cpu去执行。这个期间会有其他第三方语言如C++提供的本地方法接口做辅助（驱动、地图制作等）。

其实这样在过JVM主要的组成部分的时候，其实就能把JVM大部分的内容都能过一遍了。按照这套流程走下来，基本上能够涵盖 JVM 的大部分核心知识点。在走这套无比丝滑，无比德芙的记忆流程的时候，你会发现所有关键的知识点都自然浮现出来。然后针对性去深究即可吊打面试官！

分享我的 JVM 复习流程，希望能够帮助到大家。如果觉得这篇文章对你有帮助，请不要吝惜你的点赞和关注，后续我还会继续分享更多类似的复习总结和实用技巧哦！