JVM 是 Java Virtual Machine 的简称，意为 Java虚拟机。

虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运行在一个完全隔离的环境中的完整计算机系统。

常见的虚拟机：JVM、VMwave、Virtual Box。

JVM 和其他两个虚拟机的区别：

1. VMwave与VirtualBox是通过软件模拟物理CPU的指令集，物理系统中会有很多的寄存器；

2. JVM则是通过软件模拟Java字节码的指令集，JVM中只是主要保留了PC寄存器，其他的寄存器都进行了裁剪。

JVM 是一台被定制过的现实当中不存在的计算机。

JVM内存区域划分

JVM内存区域主要有四部分：

1. 堆
2. 栈
3. 程序计数器
4. 方法区

【堆】

堆的作用：程序所创建的对象都是保存在堆里面的。

也就是说，堆的内存空间是最大的

【栈】

栈细分，还可以分为：

1. Java虚拟机栈:Java代码使用的栈
2. 本地方法栈:给JVM内部C++代码使用的栈，也就是给JVM中的本地方法使用的栈

栈中存放最关键的信息是方法之间的调用关系和局部变量。

【方法区】

方法区里面存放的是类对象

类对象里面有什么？类对象里面有代码和静态变量

方法区里面还有个运行时常量池

运行时常量池是方法区的一部分，存放字面量与符号引用。

字面量 : 字符串**(JDK 8** 移动到堆中**)** 、final常量、基本数据类型的值。

符号引用 : 类和结构的完全限定名、字段的名称和描述符、方法的名称和描述符
【程序计数器】

程序计数器的作用：程序计数器只是用来记录程序执行到哪里

程序计数器是占地最小的区域

总结：

堆和方法区是在整个Java进程只有一份，也就是说堆和方法区是线程共享的。

栈和程序计数器在每一个线程都有一份，也就是说栈和程序计数器是线程私有的。

简单的效果图：

JVM类加载机制

Java进程启动（JVM启动）将.class文件从磁盘读取到内存，并且创建类对象的过程叫做类加载。

类加载主要分为三个步骤：

1. 加载
2. 连接
   1. 验证
   2. 准备
   3. 解析
3. 初始化

加载：找到.class文件，打开文件，读文件，创建空的类对象

连接

​ 验证：检查.class文件格式是否符合规范要求

​ 准备：给静态变量分配内存空间，空间里面填充0值

​ 解析：把字符串常量进行初始化，“把符号引用替换成直接引用”

初始化：针对类中的静态变量进行初始化，执行静态代码块，加载父类

【双亲委派模型】描述的是类加载中“加载阶段”

说到双亲委派模型就必须说一说类加载器，类加载器的作用就是负责把类给加载起来。

JVM中自带了三个类加载器：BootStrapClassLoader,ExtensionClassLoader,ApplicationClassLoader.

BootStrapClassLoader:负责加载标准库中的类

ExtensionClassLoader:负责加载一些扩展类

ApplicationClassLoader:负责加载应用程序里程序员自己写的类

在JVM中，给这三个类约定了一个父子关系：

BootStrapClassLoader是ExtensionClassLoader的父类

ExtensionClassLoader是ApplicationClassLoader的父类

双亲委派模型就是在上述的体系中，展开的规则：

要加载的类都先调用ApplicationClassLoader类加载器进行加载，但是ApplicationClassLoader类加载器并不做任何操作，把要加载的类交给其父类进行加载，以此类推，直到最后一个类加载器的时候，在来判断要加载的类是否是该加载器负责加载的，不是则往回走，直到加载完这个类。

JVM垃圾回收机制

在Java中，程序员不需要考虑回收内存的事情，我们想要开辟内存就开辟内存，JVM中有垃圾回收机制会帮助程序员回收没用的内存空间。

【哪些内存需要被JVM中垃圾回收机制回收】

JVM中的垃圾回收机制主要回收的是堆里面的内存空间。

【JVM中垃圾回收机制的基本单位】

JVM中垃圾回收机制是以对象为单位进行回收的，而不是字节

【JVM中垃圾回收机制是如何判断对象是否是垃圾】

<1>引用计数法

引用计数法：给对象增加一个计数器，计数器用来记录该对象被引用的次数，每当有一个地方引用了该对象，则计数器加一，当某个地方引用失效，计数器减一。当计数器里面的值为0时，对象就会被当作垃圾清除。

引用计数法的优点：

1. 引用计数法能够很好地解决“如何判断对象是否是垃圾”这个问题
2. 引用计数法实现简单，判定效率比较高

引用计数法的缺点：

1. 在多线程的环境下，需要修改同一个计数器，必须考虑到线程安全的问题
2. 可能导致循环引用的问题（重大缺陷）
3. 如果对象比较少，并且比较多，引用计数就会造成不小的空间开销

<2>可达性分析

以代码中的一些特殊的变量作为起点，然后以起点出发，看看哪些对象能被访问到，只要能被访问到，则被标记为”可达“，当完成一遍后，剩下的对象就是”不可达“，会被标记为垃圾。

起点叫做”GC Root“

哪些变量可以称作”起点“(GC Root):

1. 局部变量表中的引用（栈里面的局部变量）
2. 方法区中，静态引用成员
3. 常量池中对应的对象

JVM中采用”可达性分析“来判断对象是否是垃圾

【如何回收垃圾】

经典的垃圾回收算法

<1>标记-清除算法

首先，通过”可达性分析“标记出要回收的对象，然后统一回收就行了

标记-清除 算法的不足：

1. 使用标记-清除 算法会引入 内存碎片 的问题，释放了对象，产生了很多有用的空间但是空间并不是连续的，要分配大一些的空间就不行了
2. 标记和清除这两个过程的效率都不是很高

<2>复制算法

复制算法解决了标记-清除算法中的内存碎片的问题

复制算法将内存分为两部分，每次只能使用一部分，当要回收垃圾的时候，将还存活的对象复制到另外一部分，然后在将已使用用的部分统一释放了。

复制算法最大的缺点就是可利用的空间减少了（空间利用率不是很高）

<3>标记-整理算法

标记-整理算法 很像顺序表的删除操作，将存活的对象放在空间的前面，统一将后面的空间释放。

标记-整理算法的缺点：比较耗时，效率比较低

标记-整理算法的优点：解决了内存碎片的问题和空间利用率的问题

<4>迭代回收算法

迭代回收算法结合了复制算法和标记-整理算法

迭代回收算法引入”年龄“的概念。

年龄的大小判断：经历垃圾回收（GC）的次数

迭代回收算法将对象分为新生代和老年代，将内存分为两部分，一部分放新生代，一部分放老年代。

一般的新生代的对象在第一次垃圾回收的时候就清除了，在新生代的区域使用复制算法

一般的老年代中的对象存活率比较高，所以采用标记-整理算法。

迭代回收算法大致过程描述

1.新对象都保存在伊甸区

2.新对象一般是活不过一轮GC（垃圾回收），存活下来的对象保存到幸存区中。

从伊甸区到幸存区这个过程相当于复制算法。由于存活的对象比较少，复制的开销不是很大

3.幸存区的对象，又会经历多轮GC，每一轮GC都会淘汰一些对象，存活下来的对象，通过复制算法保存到另一个幸存区

4.在幸存区中经历多轮GC还在的对象，会被认为该对象一时半会儿销毁不掉，会被保存到老年代区域

5.老年代里面的对象的存活率比较高，要销毁对象使用的是标记-整理算法

注意：如果创建的对象太大的话，对象会直接保存到老年带区域

垃圾回收算法是内存回收的方法论，那么垃圾收集器就是内存回收的具体实现。