JVM(Java Virtual Machine)

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已于 2022-09-17 19:37:57 修改

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文章标签： jvm java 开发语言

于 2022-08-06 01:20:30 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_45706903/article/details/126118428

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一、概念

Java虚拟机，模拟CPU执行指令的程序

tips：JDK、JRE、JVM的区别

JDK包含JRE，JRE包含JVM。JDK下的文件有jre文件，有bin文件；在bin文件中有java.exe(在jre文件下也有bin，bin下也有java.exe)，通过java.exe程序来运行xxx.class字节码，启动的时候会创建一个JVM。

二、JVM执行流程

class文件加载到Java进程的内存中(运行时数据区)

线程共享的：堆、方法区(gc只回收这两个区的)

线程私有的：虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器

1.堆

使用new创建的对象(数组等)，jdk1.8中常量池也是在堆中，随着程序运行创建，退出而销毁，堆中数据只要还在使用就不会销毁。

tips：对象是等号右边的；变量是等号左边的

在gc(垃圾回收)中，堆会分为两个区域：新生代、老年代。新生代中放新建的对象，经过一定gc次数后会放入老年代

2.方法区

存放类(把类加载到方法区，保存类的代码数据；在堆里边生成一个Class<类名>的类对象)、常量、静态变量

在gc时，方法区也叫永久代（jdk1.7)(还属于Java进程内存),元空间（jdk1.8)(不属于Java内存是在系统/本地内存)

3.Java虚拟栈

方法运行结束，栈帧被销毁，栈帧保存的数据也被销毁

（1）生命周期与线程相同

（2）线程(main)执行某个方法，就创建该方法的栈帧(入栈)，方法返回就出栈

（3）虚拟机栈包含：

a.局部变量表(表中含有变量（=左边的）、基础数据类型的值（如果是基础数据类型，=右边的也在虚拟机栈）)

b.操作栈：每个方法生成的一个先进后出的操作栈

c.动态链接：指向运行时常量池的方法引用

利用intern把数据放到运行时常量池

StringBuilder s = new StringBuilder();
s.append("a");
s.toString().intern();

d.方法返回地址：pc寄存器的地址(指向下一个指令的地址)

4.本地方法栈

调用除Java外的语言的函数就是使用本地方法栈

5.程序计数器

用于标识程序行号

6.异常情况

（1）内存溢出VS内存泄漏

OOM（内存溢出）：存放的数据大小超出该区域的内存大小（除了程序计数器，其他都有可能发生OOM），结果恶劣，要避免

内存泄漏：线程生命周期太长，始终引用一些不使用的数据（gc无法回收），可用空间减少，最后可能导致OOM

解决内存泄漏：重启程序、修改bug

(2)OOM VS StackOverFlow

StackOverFlow：某个线程调用方法，会创建该方法栈帧入栈，如果栈中的栈帧数量超过jvm规定，会报该异常

eg:递归返回逻辑不正确

public void static main(String args[]){

       print();
}
public void print(){
 
       print();
}

三、JVM类加载

1.加载

（不是类加载）

加载class字节码到Java进程的内存中，在堆中创建类对象

2.验证

验证字节码是否符合JVM的规范

3.准备

为静态变量分配内存和初始值

eg:（1）static常量：赋值为初始值

public static final Integer x=123;

（2）static变量：赋值为缺省值

public static Integer x=123;#变量赋值为Integer的缺省值null
public static int x=123;#变量赋值为int的缺省值0

4.解析

将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

public static int x=123

符号引用：进程未运行，无法表示x指向123，符号引用用来表示这个指向关系

直接引用：进程运行，x指向123（内存地址）

5.初始化

（不是对象的初始化，是类对象的初始化：执行静态变量(真正赋值)、静态代码块等）

6.类加载机制

（1）双亲委派模型(jdk类加载的默认机制)

一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父

类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到最顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去完成加载。

类加载器(从上到下)：

BootStrap ClassLoader 启动类加载器

ExtClassLoader 扩展类加载器

AppClassLoader 系统/应用类加载器

自定义类加载器

上下关系是逻辑上的关系不是extends；前三种类加载器，加载jre目录下，不同的jar包

优点：安全

确保优先采取以上前三种类加载器加载类，如果是自定义类加载器，若遵循双亲委派模型，则不会加载到自定义的java.lang.Object，而是jre中的(安全)；若不遵循，则加载到自定义的Object(不安全)；但是jdk中，自定义类加载器进行了安全校验：加载类，如果类的全限定名(包名+类名)以java./javax. 开头的包就报错。

缺点：扩展性/灵活性不好

某些场景下，无法事先知道需要加载的类名

（2）破坏双亲委派模型：针对双亲的缺点

SPI机制

四、垃圾回收（区域空间不足，触发该区域的gc）

堆、方法区需要垃圾回收。但是对于方法区很少回收，主要回收堆。

1.不同变量创建和销毁

public class A{
       private Preson x= new Person();#x是成员变量，创建类A的对象时才创建，A的对象销毁时销毁
       public static Person y= new Person();#y是静态变量，类加载时创建，类销毁时销毁
       public static void xxx(){
              Person z= new Person(); #z局部变量，执行到这个代码时创建，出了作用范围销毁