JVM的定位
JVM是運行在操作系統之上的，它與硬件沒有直接的交互。
JVM體系結構概覽
程序計數器
每個線程都有一個程序計數器，是線程私有的,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。
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
新生區
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）。
棧
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。基本類型的變量、實例方法、引用類型變量都是在函數的棧內存中分配。
方法區
1：方法區是線程共享的，通常用來保存裝載的類的元結構信息。
比如：運行時常量池+靜態變量+常量+字段+方法字節碼+在類/實例/接口初始化用到的特殊方法等。
2：通常和永久區關聯在一起(Java7之前)，但具體的跟JVM的實現和版本有關。
本地方法棧Native Method Stack
它的具體做法是Native Method Stack中登記native方法，在Execution Engine執行時加載本地方法庫。
本地接口Native Interface
Java語言本身不能對操作系統底層進行訪問和操作，但是可以通過JNI接口調用其他語言來實現對底層的訪問。
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 libraries。
目前該方法使用的越來越少了，除非是與硬件有關的應用，比如通過Java程序驅動打印機或者Java系統管理生產設備，在企業級應用中已經比較少見。因爲現在的異構領域間的通信很發達，比如可以使用Socket通信，也可以使用WebService等等，不多做介紹。
執行引擎Execution Engine
Execution Engine執行引擎負責解釋命令，提交操作系統執行。
類加載器ClassLoader
負責加載class文件，class文件在文件開頭有特定的文件標示，並且ClassLoader只負責class文件的加載，至於它是否可以運行，則由Execution Engine決定。
① 定位和導入二進制class文件
② 驗證導入類的正確性
③ 爲類分配初始化內存
④ 幫助解析符號引用.
類加載器的分類：
sun.misc.Launcher它是一個java虛擬機的入口應用。
**雙親委派機制：**某個特定的類加載器在接到加載類的請求時，首先將加載任務委託給父類加載器，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務，就成功返回；只有父類加載器無法完成此加載任務時，才自己去加載。
通俗的講，虛擬機是根據類的全限定名來加載類的，那麼有個問題，如果同時存在兩個或多個全限定名完全一致的情況下。該如何選擇加載哪個類。這就是雙親委派機制要做的工作。
在這裏強加個知識點：比較兩個類是否“相等”，只有在這兩個類是由同一個類加載器加載的前提下才有真正的意義，否則，即使這兩個類來源於同一個class文件，被同一個虛擬機加載，只要加載他們的類加載器不同，那這兩個類就必定不相等。
雙親委派模型的好處在於Java類隨着它的類加載器一起具備了一種帶有優先級的層次關係。例如類java.lang.Object，它存在在rt.jar中，無論哪一個類加載器要加載這個類，最終都是委派給處於模型最頂端的Bootstrap ClassLoader進行加載，因此Object類在程序的各種類加載器環境中都是同一個類。相反，如果沒有雙親委派模型而是由各個類加載器自行加載的話，如果用戶編寫了一個java.lang.Object的同名類並放在ClassPath中，那系統中將會出現多個不同的Object類，程序將混亂。因此，如果開發者嘗試編寫一個與rt.jar類庫中重名的Java類，可以正常編譯，但是永遠無法被加載運行。
堆參數調優入門
Java7
Java8
JDK 1.8之後將最初的永久代取消了，由元空間取代。
堆內存調優簡介
發現默認的情況下分配的內存是總內存的“1 / 4”、而初始化的內存爲“1 / 64”
VM參數： -Xms1024m -Xmx1024m -XX:+PrintGCDetails
GC垃圾回收機制
1.什麼是“垃圾回收”機制？
當程序創建對象，數組等引用類型實體時，系統會在堆內存中爲之分配一塊內存區，對象就保存在內存區中，當內存不再被任何引用變量引用時，這塊內存就變成了垃圾，等待垃圾回收機制去進行回收。
垃圾回收機制是由垃圾收集器Garbage Collection GC來實現的，GC是後臺的守護進程。它的特別之處是它是一個低優先級進程，但是可以根據內存的使用情況動態的調整他的優先級。因此，它是在內存中低到一定限度時纔會自動運行，從而實現對內存的回收。這就是垃圾回收的時間不確定的原因。
爲何要這樣設計：因爲GC也是進程，也要消耗CPU等資源，如果GC執行過於頻繁會對java的程序的執行產生較大的影響（java解釋器本來就不快），因此JVM的設計者們選着了不定期的gc。
何爲垃圾？
Java中那些不可達的對象就會變成垃圾。那麼什麼叫做不可達？其實就是沒有辦法再引用到該對象了。主要有以下情況使對象變爲垃圾：
1.對非線程的對象來說，所有的活動線程都不能訪問該對象，那麼該對象就會變爲垃圾。
2.對線程對象來說，滿足上面的條件，且線程未啓動或者已停止。
例如：
(1)改變對象的引用，如置爲null或者指向其他對象。
Object x=new Object();//object1
Object y=new Object();//object2
x=y;//object1 變爲垃圾
x=y=null;//object2 變爲垃圾
(2)超出作用域
if(i==0){
Object x=new Object();//object1
}//括號結束後object1將無法被引用，變爲垃圾
(3)類嵌套導致未完全釋放
class A{
A a;
}
A x= new A();//分配一個空間
x.a= new A();//又分配了一個空間
x=null;//將會產生兩個垃圾
(4)線程中的垃圾
class A implements Runnable{
void run(){
//....
}
}
//main
A x=new A();//object1
x.start();
x=null;//等線程執行完後object1才被認定爲垃圾
這樣看，確實在代碼執行過程中會產生很多垃圾，不過不用擔心，java可以有效地處理他們。
2.垃圾回收機制的特點:
垃圾回收機制只負責回收堆內存中的對象，不會回收任何物理資源（網絡io等）。
程序無法精準控制垃圾回收的運行，垃圾回收在合適的時候進行，當對象永久性失去了引用後。系統會在合適的時候回收它所佔的內存。
在垃圾回收機制回收任何對象之前，總會調用它的finalize（）方法，該方法可能使該對象重新復活（使用一個引用變量重新去引用該對象），從而導致垃圾回收機制取消回收。
3.對象在內存中的狀態？
可達狀態:當一個對象創建後，如果有一個以上的引用變量去引用它，則處於可達狀態。
可恢復狀態:如果程序中的某個對象不再有任何引用變量去引用它，它就進入了可恢復狀態，在這種狀態下，系統的垃圾回收機制準備回收該對象所佔用的內存，在回收該對象前，系統會調用它的finalize（）方法實現資源清理，如果這時有引用變量進行引用時該對象，則該對象會再次變爲可達狀態，否則會變爲不可達狀態。
不可達狀態:當對象和所有引用變量的關聯都被切斷，且系統已經調用所有對象的finalize(）後，對象依然沒有達到可達狀態，則該對象永久性失去引用，最後達到不可達狀態，系統回收該對象所佔有的所有資源。
4.強制垃圾回收
當對象失去引用後，程序不知曉什麼時候進行資源清理，垃圾回收，程序只能控制對象何時不再被任何引用變量引用，絕不能控制對象何時被回收。
程序無法控制java垃圾回收的時機，但是可以通知系統進行垃圾回收（強制垃圾回收），但是隻是通知，系統是否垃圾回收還是不確定。大部分時候，程序強制系統回收後總會有一些效果
強制回收方法
*System.gc()
*Runtime.getRuntime().gc()
