JVM原理

JVM(JavaVirtualMachine，Java虚拟机)

JVM的概念

JVM即Java Virtual Machine（Java虚拟机），JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

JVM一个非常重要的特点就是与平台的无关性，而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。

JVM包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。

JDK/JRE/JVM的区别

JDK(Java Development Kit)是程序开发者用来来编译、调试java程序用的开发工具包。JDK的工具也是Java程序，也需要JRE才能运行。为了保持JDK的独立性和完整性，在JDK的安装过程中，JRE也是 安装的一部分。所以，在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录，用于存放JRE文件。

JRE(JavaRuntimeEnvironment，Java运行环境)，也就是Java平台。所有的Java 程序都要在JRE下才能运行。普通用户只需要运行已开发好的java程序，安装JRE即可。

JVM(JavaVirtualMachine，Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关，实现跨平台。

JVM原理

JVM是java的核心和基础，在java编译器和os平台之间的虚拟处理器。
它是一种利用软件方法实现的抽象的计算机基于下层的操作系统和硬件平台，可以在上面执行java的字节码程序。

JVM的体系结构

JVM运行时数据区

1. 程序计数器

程序计数器是用于存储每个线程下一步将执行的JVM指令的地址，JVM规范中唯一一个没有规定会导致OutOfMemory（内存泄露，简称OOM）的区域。

2. 虚拟机栈

虚拟机栈用于存放变量，是线程私有的，每个线程创建的同时都会创建虚拟机栈，虚拟机栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量（java中定义的八种基本类型：boolean、char、byte、short、int、long、float、double）、部分的返回结果以及Stack Frame，非基本类型的对象在JVM栈上仅存放一个指向堆上的地址。

3. 堆（Heap）

它是JVM用来存储对象实例以及数组值的区域，可以认为Java中所有通过new创建的对象的内存都在此分配，Heap中的对象的内存需要等待GC进行回收。

4. 方法区（Method Area）

方法区域存放了所加载的类的信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息。

当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域，同时方法区域也是全局共享的，在一定的条件下它也会被GC，当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemory的错误信息。

5. 本地方法栈（Native Method Stacks）

本地方法栈和虚拟机栈类似，不同的是虚拟机栈服务的是Java方法，而本地方法栈服务的是Native方法。抛出StackOverflowError和OOM异常。