class文件
一個Java文件通過編譯工具javac編譯成class字節碼文件，通過JVM進行加載運行。因爲JVM屏蔽底層操作系統的差異，所以一次編譯到處運行。
JVM內存結構
JVM分爲外部和內部，內部就是數據區，其他部分就是外部
- 線程私有數據區隨着線程結束而結束，沒有安全問題；
- 線程公有數據區存在安全問題，內存優化和溢出都需要關注這個地方。
類加載子系統
- 加載：通過類的完全限定名來找到類文件所在位置，根據字節碼創建java.lang.class對象
- 驗證：確保加載的字節碼符合虛擬機要求，是一種自我保護機制，不讓危害虛擬機安全。包括四種驗證：字節碼驗證、文件格式驗證、元數據驗證、符號引用驗證。
- 準備：爲類變量分配地址和初始化值，分配到方法區。初始值是數值類型默認的初始值。
- 解析：把符號引用轉換爲直接引用。
- 初始化：爲變量賦予正確值。
雙親委派方式
自底向上檢查是否加載成功，自頂向下嘗試加載。
收到類加載請求後，先加載父類，父類加載完才加載子類。如果父類以上還存在父類，那麼繼續加載上面的父類，直到最高的父類加載完才往下加載。
類加載的三種方式
以下示範代碼中，A是類，a1、a2、a3是A實例化的對象
A a1=new A();
靜態加載，通過new關鍵字實例化對象
Class clazz=Class.forName("A");
Object a2=a.newInstance();
動態加載，通過forName來加載類，調用類的newInstance方法實例化對象
Class clazz=classLoader.loadClaass("A");
Object a3=clazz.newInstance();
動態加載，繼承ClassLoader實現自定義類加載器
程序計數器
cpu進行切換的時候，指向當前需要獲取指令的位置，線程私有，記錄程序執行位置，不會發生內存溢出，只佔一小塊區域。
虛擬機棧
作用是執行方法。棧的順序，先進後出。先執行的方法在下面，按順序放入，執行完畢從上往下退出。執行方法叫做壓棧，結束方法叫做出棧（銷燬棧幀）。
棧幀是虛擬機棧的單位，一個方法一個棧幀，一個棧幀分爲四部分：
- 局部變量表：存放方法參數或內部定義的變量列表，比如對象；
- 操作數棧：在執行方法的時候使用；
- 動態鏈接：和上面的解析一樣，將符號引用轉換爲直接引用
- 返回地址：不論方法成功失敗，返回方法被調用的地址
棧溢出
當棧的深度大於虛擬機，報StackOverflowError，-Xss可設置大小
內存溢出
當棧需要擴展而無法申請空間，報OutOfMemoryError
本地方法棧
和虛擬機棧類似。虛擬機棧爲JVM執行字節碼服務，本地方法棧爲本地（native）方法服務。
- Sun HotSpot將虛擬機棧和本地方法棧合併；
- 有StackOverflowError和OutOfMemoryError；
方法區（元空間）
加載類的時候，將類的一些元數據信息保存在這裏，比如變量，方法。方法區是線程共享的。
- jdk1.7合併方法區到堆裏
- jdk1.8保留方法區，稱之爲元空間
- HotSpot虛擬機中稱之爲永久代
- 存在OutOfMemoryError，可以通過-XX:MaxPermSize設置大小
堆
用於存放所有實例化對象和數組，是JVM分配內存最大的區域，在虛擬機啓動時創建，用垃圾回收器管理，分爲新生代（1/3）和老年代（2/3）。
新生代還可以分爲Eden、From Survivor、To Survivor空間，比例爲8：1：1，通過-Xmx，-Xms設置大小
新生代
新生代大部分對象不需要太長的存活時間，會頻繁觸發Minor GC進行回收
老年代
老年代存放的是存活時間較久或內存較大的對象，不會頻繁執行Full GC
Minor GC
新生代的垃圾回收機制，採用複製算法（掃描存活對象，複製到新內存區域）。
發生時，Eden區和一個Survivor區把存活的對象放到另一個Survivor區，然後清理自己。當達到一定年齡以後，把對象放入老年代。每發生一次Minor GC增加一歲，默認15歲。
Full GC
老年代的垃圾回收機制，採用標記清除（標記存活對象，清除未標記對象）。
發生的頻率比Minor GC低，但一次的時間會更長。