JVM相关知识简要整理说明

当我们在Java中编写代码时，JVM（Java虚拟机）是我们的代码执行的环境。JVM是Java程序的核心，它负责将我们编写的Java代码转换成可执行的机器码。

1.首先说明一下JVM中的加载程序时用到的3个区域：

当Java程序在运行时被加载到JVM中时，JVM会将程序分为三个区域：堆、栈和方法区。这三个区域分别用于存储不同类型的数据，下面我来具体说一说。

1.堆

在计算机科学中，堆（Heap）是一种动态分配内存的存储区域。它是在程序运行时动态分配的，用于存储引用数据类型的对象和数据。堆的创建和释放不依赖于程序的静态代码结构，而是根据运行时的需求进行动态管理。

堆内存是用来存储Java对象的数据结构，它在程序运行时动态地分配和释放内存。当我们创建一个对象时，Java会在堆内存中分配空间来存储该对象的数据和属性。堆内存的大小由Java虚拟机（JVM）的堆大小配置决定。

堆内存的特点包括：

• 动态分配：堆内存的大小根据程序的需要动态分配，可以根据对象的大小和数量进行自动调整。
• 对象存储：堆内存主要用于存储Java对象，每个对象都有一个在堆上分配的内存空间。
• 垃圾收集：堆内存中的对象不再被引用时，垃圾收集器会自动回收这些对象所占用的内存空间，以便供其他对象使用。

与堆内存相对应的是栈内存（Stack Memory），栈用于存储程序的调用栈和局部变量等数据。栈内存在程序运行时被动态分配和释放，其大小由编译器和执行时的上下文决定。

需要注意的是，堆内存的管理对于开发者来说是透明的，因为Java的垃圾收集器会自动处理的创建、释放和内存回收。开发者无需手动管理堆内存，只需要关注对象的创建和使用即可。

堆是Java程序中最重要的一部分，它用于存储对象。当我们使用new关键字创建一个对象时，JVM会在堆中为这个对象分配一块连续的内存空间。堆的大小是可以动态调整的，可以通过设置JVM参数来控制堆的大小。

在堆中存储的对象是共享的，即多个线程可以同时访问同一个对象。因此，在多线程编程中，需要注意对象的线程安全性问题。

2.栈

栈一般用于存放方法调用的信息，包括方法的参数、局部变量、返回值和异常信息等。每个线程都有自己的栈，用于存储方法调用的信息。

具体来说，栈主要用于存储以下几种数据：

（1）方法的参数

当一个方法被调用时，JVM会将方法的参数压入栈中，以便方法可以访问这些参数。

（2）局部变量

在方法中定义的变量称为局部变量，局部变量的作用域仅限于方法内部。当一个方法被调用时，JVM会在栈中为方法的局部变量分配空间，并在方法执行结束后释放这些空间。

（3）返回值

当一个方法执行完毕后，JVM会将方法的返回值压入栈中，并将栈顶的返回值弹出，以便调用方法可以访问这个返回值。

（4）异常信息

当一个方法抛出异常时，JVM会将异常信息压入栈中，以便程序可以捕获和处理这个异常。当异常被捕获和处理后，JVM会将异常信息从栈中弹出。

       总的来说，JVM中的栈主要用于存储方法调用的信息，包括方法的参数、局部变量、返回值和异常信息等。

3.方法区

方法区是Java程序中用于存储类的信息的区域。方法区包含了类的字节码、静态变量、常量池等信息。方法区的大小是固定的，一般情况下为几十MB。

在方法区中存储的类的信息是共享的，即多个线程可以同时访问同一个类的信息。因此，在多线程编程中，需要注意类的线程安全性问题。

3.1常量池：

• 常量池是Java虚拟机中的一块内存区域，用于存储字符串常量、基本类型常量和符号引用。在Java程序中，常量池是一个重要的概念，它可以提高程序的性能和可读性。
• 常量池分为两种：运行时常量池和编译时常量池。

（1）运行时常量池：

• 运行时常量池是在类加载时动态生成的，用于存储类的常量。在运行时常量池中，可以存储字符串常量、基本类型常量和符号引用。在Java程序中，我们可以使用String.intern()方法将字符串常量添加到运行时常量池中。
• 运行时常量池是每个类的私有数据区域，用于存储类的常量。在类的加载过程中，JVM会读取类的字节码文件，并将其中的常量添加到运行时常量池中。运行时常量池的大小是固定的，一般情况下为几十MB。

（2）编译时常量池：

• 编译时常量池是在编译时生成的，用于存储编译时的常量。在编译时常量池中，可以存储字符串常量、基本类型常量和符号引用。在Java程序中，我们可以使用final关键字定义常量，并将其添加到编译时常量池中。
• 编译时常量池是每个类的共享数据区域，用于存储类的常量。在编译时，编译器会将类中的常量添加到编译时常量池中。编译时常量池的大小是固定的，一般情况下为几十KB。
• 总的来说，常量池是Java虚拟机中的一块内存区域，用于存储字符串常量、基本类型常量和符号引用。在Java程序中，常量池是一个重要的概念，它可以提高程序的性能和可读性。在编写Java程序时，我们应该注意使用常量池来存储常量，以提高程序的性能和可读性。

总的来说，Java程序在运行时会被加载到JVM中，并被分为三个区域：堆、栈和方法区。堆用于存储对象，栈用于存储方法调用的信息，方法区用于存储类的信息。对于Java程序员来说，了解JVM的内存结构和机制是非常重要的，这可以帮助我们编写更高效、更优秀的Java代码。

结合下图

图片来源： 

https://blog.youkuaiyun.com/qq_36382679/article/details/105811282

2.在Java编程中，JVM涉及到很多方面，如类的加载、new一个类、方法的加载、定义一个静态变量等等，下面我会逐一介绍。

1.类的加载

在Java中，类的加载是指将类的字节码文件加载到JVM中，并在JVM中生成一个对应的Class对象。类的加载是JVM的一个重要功能，它负责将类的字节码文件加载到JVM中，以便程序能够使用这些类。

类的加载过程分为三个阶段：加载、连接和初始化。在加载阶段，JVM会读取类的字节码文件，并生成一个对应的Class对象。在连接阶段，JVM会进行验证、准备和解析等操作。在初始化阶段，JVM会执行类的静态代码块，并初始化类的静态变量。

2.new一个类

在Java中，我们可以使用new关键字来创建一个类的实例。当我们使用new关键字创建一个类的实例时，JVM会在堆内存中为这个实例分配空间，并调用类的构造函数来初始化这个实例。

3.方法的加载

在Java中，方法的加载是指将方法的字节码文件加载到JVM中，并在JVM中生成一个对应的Method对象。方法的加载是JVM的一个重要功能，它负责将方法的字节码文件加载到JVM中，以便程序能够调用这些方法。

方法的加载过程分为两个阶段：加载和连接。在加载阶段，JVM会读取方法的字节码文件，并生成一个对应的Method对象。在连接阶段，JVM会进行验证、准备和解析等操作。

4.定义一个静态变量

在Java中，我们可以使用static关键字来定义一个静态变量。静态变量是类级别的变量，它属于类而不属于对象，所有的对象共享同一个静态变量。当我们定义一个静态变量时，JVM会在方法区中为这个静态变量分配空间，并将其初始化为默认值。

总的来说，在Java编程中，JVM涉及到很多方面，如类的加载、new一个类、方法的加载、定义一个静态变量等等。对于Java程序员来说，了解JVM的工作原理和机制是非常重要的，这可以帮助我们编写更高效、更优秀的Java代码。