JVM體系結構概覽
暗色區域表示線程獨佔的，亮色區域表示線程共享，存在垃圾回收。
類裝載器ClassLoader
1.作用： 負責加載class文件，class文件開頭有特定的文件標示，將class文件字節碼內容加載到內存中，並將這些內容轉換成方法區中的運行時的數據結構並且ClassLoader只負責class文件的加載，至於它是否可以運行，由Execution Engine決定。
注意：方法區裏放的不是方法，而是類的模板（類的描述信息）。
Car的多個實例屬性方法等一樣，是因爲它們都是由同一個模板（Class）生成的。
2.類加載器的種類
以下是類加載器的繼承關係圖：
- 虛擬機自帶的加載器
- 啓動類加載器（Bootstrap）C++ 加載Java中的原始對象（Object，String，List等）
- 擴展類記載器（Extension）Java 加載Java中的擴展類。
- 應用程序類加載器（AppClassLoader)
- 用戶自定義加載器 用戶定製類的加載方式
查看加載器：對象.getClass().getClassLoader()
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Object object = new Object();
// 報錯
System.out.println(object.getClass().getClassLoader().getParent().getParent());
// 報錯
System.out.println(object.getClass().getClassLoader().getParent());
// Bootstrap Loader：輸出null
System.out.println(object.getClass().getClassLoader());
Test01 test01 = new Test01();
// Bootstrap Loader: 輸出null
System.out.println(test01.getClass().getClassLoader().getParent().getParent());
// Extension Loader: 輸出 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586
System.out.println(test01.getClass().getClassLoader().getParent());
// AppClassLoader: 輸出 sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
System.out.println(test01.getClass().getClassLoader());
}
}
3.雙親委派機制
4.沙箱安全機制
雙親委派機制防止惡意代碼污染java源代碼（雙親委派機制保證了同包名的類總是先找到系統自帶的）。以下代碼編譯通過，但運行不了。
package java.lang
public Class String {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!");
}
}
本地方法接口
1.native： 表示java調用的是與java無關的底層的第三方的操作系統庫或C。
Thread類的start方法如下，從代碼中可以看出start()方法底層調用的是C/C++。
public synchronized void start() {
/**
* This method is not invoked for the main method thread or "system"
* group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
* to this method in the future may have to also be added to the VM.
*
* A zero status value corresponds to state "NEW".
*/
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
/* Notify the group that this thread is about to be started
* so that it can be added to the group's list of threads
* and the group's unstarted count can be decremented. */
group.add(this);
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack */
}
}
}
private native void start0();
本地接口的作用是融合不同的編程語言爲 Java 所用，它的初衷是融合 C/C++程序，Java 誕生的時候是 C/C++橫行的時候，要想立足，必須有調用 C/C++程序，於是就在內存中專門開闢了一塊區域處理標記爲native的代碼，它的具體做法是 Native Method Stack中登記 native方法，在Execution Engine 執行時加載native libraies。
程序計數器（PC寄存器）
作用： 一個指針，指向下一條將要執行的指令。
方法區
作用： 存儲每一個類的結構信息，如 常量池、字段和方法數據、構造函數和普通方法的字節碼內容。
在不同虛擬機實現不一樣，如jdk7的永久代（PermGen space）和 jdk8的元空間（Metaspace）。
stack | heap
棧管運行，堆管存儲。
棧也叫棧內存，主管Java程序的運行，是在線程創建時創建，它的生命期是跟隨線程的生命期，線程結束棧內存也就釋放，對於棧來說不存在垃圾回收問題，只要線程一結束該棧就Over，生命週期和線程一致，是線程私有的。8種基本類型的變量+對象的引用變量+實例方法都是在函數的棧內存中分配。
每個方法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，每一個方法從調用直至執行完畢的過程，就對應着一個棧幀在虛擬機中入棧到出棧的過程。棧的大小和具體JVM的實現有關，通常在256K~756K之間,與等於1Mb左右。
棧幀中主要保存3 類數據：
- 本地變量（Local Variables）:輸入參數和輸出參數以及方法內的變量；
- 棧操作（Operand Stack）:記錄出棧、入棧的操作；
- 棧幀數據（Frame Data）:包括類文件、方法等等。
堆體系結構概述
Heap堆(Java7之前)
一個JVM實例只存在一個堆內存，堆內存的大小是可以調節的。類加載器讀取了類文件後，需要把類、方法、常變量放到堆內存中，保存所有引用類型的真實信息，以方便執行器執行。
堆內存邏輯上分爲三部分：新生+養老+永久。但在物理上只有新生+養老。
其中永久存儲區在jdk7及以前叫永久代，jdk8開始叫元空間。永久代和元空間是不用版本jdk對方法區的實現！
GC的大致流程
新生區是類的誕生、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。新生區又分爲兩部分： 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？再移動到養老區。若養老區也滿了，那麼這個時候將產生MajorGC（FullGC），進行養老區的內存清理。若養老區執行了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”。
如果出現java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space異常，說明Java虛擬機的堆內存不夠。原因有二：
（1）Java虛擬機的堆內存設置不夠，可以通過參數-Xms、-Xmx來調整。
（2）代碼中創建了大量大對象，並且長時間不能被垃圾收集器收集（存在被引用）。
Minor GC
1：eden、SurvivorFrom 複製到 SurvivorTo，年齡+1
首先，當Eden區滿的時候會觸發第一次GC,把還活着的對象拷貝到SurvivorFrom區，當Eden區再次觸發GC的時候會掃描Eden區和From區域,對這兩個區域進行垃圾回收，經過這次回收後還存活的對象,則直接複製到To區域（如果有對象的年齡已經達到了老年的標準，則賦值到老年代區），同時把這些對象的年齡+1
2：清空 eden、SurvivorFrom
然後，清空Eden和SurvivorFrom中的對象，也即複製之後有交換，誰空誰是to
3：SurvivorTo和 SurvivorFrom 互換
最後，SurvivorTo和SurvivorFrom互換，原SurvivorTo成爲下一次GC時的SurvivorFrom區。部分對象會在From和To區域中複製來複制去,如此交換15次(由JVM參數MaxTenuringThreshold決定,這個參數默認是15),最終如果還是存活,就存入到老年代
生產環境：Xmx 和 Xms 設置成一樣大。避免GC和應用程序爭搶內存，理論值的峯值和峯谷忽高忽低。
堆參數調優入門
Java7 與 Java8 的區別
jdk7：
jdk8:
-
java8中永久代移除，由元空間替代
-
永久代使用的JVM的堆內存，但是java8以後的元空間並不在虛擬機中而是使用本機物理內存。
因此，默認情況下，元空間的大小僅受本地內存限制。 類的元數據放入 native memory, 字符串池和類的靜態變量放入 java 堆中，這樣可以加載多少類的元數據就不再由MaxPermSize 控制, 而由系統的實際可用空間來控制。
堆內存調優
可以採用以下程序驗證：其中的Runtime是對jvm數據區的抽象，可以查看相關參數。
public static void main(String[] args){
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() ; // 返回 Java 虛擬機試圖使用的最大內存量。
long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() ; // 返回 Java 虛擬機中的內存總量。
System.out.println("MAX_MEMORY = " + maxMemory + "（字節）、" + (maxMemory / (double)1024 / 1024) + "MB");
System.out.println("TOTAL_MEMORY = " + totalMemory + "（字節）、" + (totalMemory / (double)1024 / 1024) + "MB");
}
指定參數（idea）：
-Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
算法
判斷對象是否已經死亡的算法：引用計數算法，可達性分析算法；
四個垃圾收集算法：標記清除算法，複製算法，標記整理算法，分代收集算法；
七個垃圾收集器：Serial，SerialOld,ParNew,Parallel Scavenge,Parallel。Old,CMS,G1.
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