1 JVM整體架構
2 JVM類加載器
3 JVM內存結構
4 JVM執行引擎
1 JVM整體架構
• JVM(虛擬機)：指以軟件的方式模擬具有完整硬件系統功能、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統 ，是物理機的軟件實 現。常用的虛擬機有VMWare，Virtual Box，Java Virtual Machine
• Java虛擬機陣營：Sun HotSpot VM、BEA JRockit VM、IBM J9 VM、Azul VM、Apache Harmony、Google Dalvik VM、 Microsoft JVM...
•JVM由三個主要的子系統構成
•類加載器子系統
•運行時數據區（內存結構）
•執行引擎
•Java運行時編譯源碼(.java)成字節碼，由jre運行。jre由java虛擬機（jvm）實現。Jvm分析字節碼，後解釋並執行
類加載過程
類加載過程
•類加載：類加載器將class文件加載到虛擬機的內存
• 加載：在硬盤上查找並通過IO讀入字節碼文件
• 連接：執行校驗、準備、解析（可選）步驟
• 校驗：校驗字節碼文件的正確性
• 準備：給類的靜態變量分配內存，並賦予默認值
• 解析：類裝載器裝入類所引用的其他所有類
• 初始化：對類的靜態變量初始化爲指定的值，執行靜態代碼塊
類加載器種類
• 啓動類加載器：負責加載JRE的核心類庫，如jre目標下的rt.jar,charsets.jar等
• 擴展類加載器：負責加載JRE擴展目錄ext中JAR類包
• 系統類加載器：負責加載ClassPath路徑下的類包
• 用戶自定義加載器：負責加載用戶自定義路徑下的類包
類加載機制
• 全盤負責委託機制：當一個ClassLoader加載一個類時，除非顯示的使用另一個ClassLoader，該類所依賴和引用的類也由這 個ClassLoader載入
• 雙親委派機制：指先委託父類加載器尋找目標類，在找不到的情況下在自己的路徑中查找並載入目標類
•雙親委派模式優勢
• 沙箱安全機制：自己寫的String.class類不會被加載，這樣便可以防止核心API庫被隨意篡改
• 避免類的重複加載：當父親已經加載了該類時，就沒有必要子ClassLoader再 加載一次
JVM內存結構
•本地方法棧(線程私有)：登記native方法，在Execution Engine執行時加載本地方法庫
•程序計數器（線程私有）：就是一個指針，指向方法區中的方法字節碼（用來存儲指向下一條指令的地址,也即將要執行的指令代碼），由執行引擎讀取下一條指令，是一個非常小的內存空間，幾乎可以忽略不記。
•方法區(線程共享)：類的所有字段和方法字節碼，以及一些特殊方法如構造函數，接口代碼也在此定義。簡單說，所有定義的方法的信息都保存在該區域，靜態變量+常量+類信息(構造方法/接口定義)+運行時常量池都存在方法區中，雖然Java虛擬機規範把方法區描述爲堆的一個邏輯部分，但是它卻有一個別名叫做 Non-Heap（非堆），目的應該是與 Java 堆區分開來。
•Java棧（線程私有）： Java線程執行方法的內存模型，一個線程對應一個棧，每個方法在執行的同時都會創建一個棧幀（用於存儲局部變量表，操作數棧，動態鏈接，方法出口等信息）不存在垃圾回收問題，只要線程一結束該棧就釋放，生命週期和線程一致
• JVM對該區域規範了兩種異常：
1) 線程請求的棧深度大於虛擬機棧所允許的深度，將拋出StackOverFlowError異常
2) 若虛擬機棧可動態擴展，當無法申請到足夠內存空間時將拋出OutOfMemoryError，通過jvm參數–Xss指定棧空間，空間大小決定函數調用的深度
實例詳解Java棧
JVM內存結構
•棧+堆+方法區的交互關係
HotSpot是使用指針的方式來訪問對象
Java堆中會存放訪問類元數據的地址
reference存儲的就直接是對象的地址
堆(線程共享)：虛擬機啓動時創建，用於存放對象實例，幾乎所有的對象（包含常量池）都在堆上分配內存，當對象無法再該空間申請到內存時將拋出OutOfMemoryError異常。同時也是垃圾收集器管理的主要
•新生區
類誕生、成長、消亡的區域，一個類在這裏產生，應用，最後被垃圾回收器收集，結束生命。
新生區分爲兩部分： 伊甸區（Eden space）和倖存者區（Survivor pace） ，所有的類都是在伊甸區被new出來的。倖存區有兩個： 0區（Survivor 0 space）和1區（Survivor 1 space）。當伊甸園的空間用完時，程序又需要創建對象，JVM的垃圾回收器將對伊甸園區進行垃圾回收(Minor GC)，將伊甸園區中的不再被其他對象所引用的對象進行銷燬。然後將伊甸園中的剩餘對象移動到倖存 0區。若倖存 0區也滿了，再對該區進行垃圾回收，然後移動到1區。那如果1區也滿了呢？
•老年區
新生區經過多次GC仍然存活的對象移動到老年區。若老年區也滿了，那麼這個時候將產生MajorGC（FullGC），進行老年區的內存清理。若老年區執行了Full GC之後發現依然無法進行對象的保存，就會產生OOM異常“OutOfMemoryError”
元數據區：
元數據區取代了永久代(jdk1.8以前)，本質和永久代類似，都是對JVM規範中方法區的實現，區別在於元數據區並不在虛擬
機中，而是使用本地物理內存，永久代在虛擬機中，永久代邏輯結構上屬於堆，但是物理上不屬於堆，
堆大小=新生代+老年代。元數據區也有可能發生OutOfMemory異常。
Jdk1.6及之前： 有永久代, 常量池在方法區
Jdk1.7： 有永久代，但已經逐步“去永久代”，常量池在堆
Jdk1.8及之後： 無永久代，常量池在元空間
元數據區的動態擴展：
默認–XX:MetaspaceSize值爲21MB的高水位線。一旦觸及則Full GC將被觸發並卸載沒有用的
類（類對應的類加載器不再存活），然後高水位線將會重置。新的高水位線的值取決於GC後釋放的元空間。如果釋放
的空間少，這個高水位線則上升。如果釋放空間過多，則高水位線下降。
爲什麼jdk1.8用元數據區取代了永久代？
官方解釋：移除永久代是爲融合HotSpot JVM與 JRockit VM而做出的努力，因爲JRockit沒有永久代，不需要配置永久代
JVM執行引擎
執行引擎：
讀取運行時數據區的Java字節碼並逐個執行
