JVM -- 一、Java虛擬機初識與瞭解

博主我的認爲，做爲Java開發者，只會敲代碼，不知道JVM是不行的。所以博主這幾天在學習了下JVM，順便把所學的知識點記錄下，與你們一塊兒分享交流。

    一塊兒學習，一塊兒進步。繼續沉澱，慢慢強大。但願這文章對您有幫助。如有寫的很差的地方，歡迎評論給建議哈！

    初寫博客不久，我是楊展浩。這是個人第十二篇博客。加油！！！

    本篇關於JVM的理論東西比較多，所以文字比較多，看了以後會對JVM有個大致的概念，起碼別人在討論JVM的時候，你不會說一臉懵逼的聽。也能夠參與討論學習。

    不說閒話，先丟個圖先。Java虛擬機的基本機構圖。

   

 

接下來就是根據上述的圖中的每一個框框進行一一講解，起碼知道這塊是個什麼東西，幹什麼用的先。入個門。

    一、類加載子系統 與 方法區

        類加載子系統負責經過文件系統或者網絡上加載Class信息（類），

        《因爲Class信息（類）會被頻繁使用，JVM不可能不斷啓動關閉啓動關閉去加載Class信息，像Tomcat，WebLogic這些中間容器，只啓動一次存。》

        所以JVM會將從 類加載子系統 加載到的Class信息 存放在一塊稱爲 方法區 的內存空間中，供新建立的線程去公共調用。除此以外， 方法區 還會存放運行時常量池信息，包括字符串字面量和數字常量（這部分常量信息是 Class 文件中常量池部分的內存映射）。

 

    二、Java堆（重點 !!! 重點）

         j ava 堆在虛擬機啓動的時候就創建了，它是 java 程序最主要的內存工做區域。 幾乎全部的 java 對象實例都存放在 java 堆中 。

         堆空間是全部線程共享使用的。 

         這是一塊與 java 應用密切相關的內存空間。

 

 

    三、Java棧

        每個 java 虛擬機啓動的線程都有一個私有的 java 棧，一個線程的 java 棧在線程建立的時候被建立，java 棧中保存着幀信息，java 棧中保存着局部變量、方法參數，同時和 java 方法的調用、返回密切相關。

        

    四、直接內存

        能夠理解爲：java程序中頻繁使用到 NIO庫 的時候，java程序會直接向 OS系統（術語來的，也就是操做系統）申請一塊內存空間進行 NIO 操做。直接內存不屬於堆內存。並且訪問直接內存的速度要優於堆內存。

        因爲直接內存是在 java 堆內存外面的，所以它的大小不會直接受限於 Xmx 指定的最大堆大小，可是系統內存是有限的，java 堆內存和直接內存的總和依然受限於操做系統能給出的最大內存。比如：個人機子內存是16G，java 堆內存和直接內存的總和只能小於15G（操做系統在運行佔了一部份內存）。

 

    五、本地方法棧  （目前瞭解便可）

        本地方法棧和 java 棧很是相似，最大的不一樣在於 java 棧用於方法的調用，而本地方法棧則用於本地方法的調用，做爲對 java 虛擬機的重要擴展，java 虛擬機容許 java 直接調用本地方法（一般使用 C 編寫）。Object類中就存在 clone() 本地方法。

    

 

    六、PC寄存器 （學過單片機的朋友應該知道寄存器）

        PC（Program Counter）寄存器也是每個線程私有的空間，java 虛擬機會爲每個 java 線程建立 PC 寄存器。在任意時刻，一個 java 線程老是在執行一個方法，這個正在被執行的方法稱爲當前方法。若是當前方法不是本地方法，PC 寄存器就會指向當前正在被執行的指令。若是當前方法是本地方法，那麼 PC 寄存器的值就是 undefined 。

 

    七、垃圾回收系統 （GC） 重點學習 !!! 重點學習

        試想下開發寫代碼時候，須要調用到什麼對象，使用關鍵字 new 便可。若是不主動釋放的話。堆內存空間就會爆。可是平常開發也沒主動地去釋放內存，程序照樣好好的跑着。這是由於 java 虛擬機 會在程序運行過程當中或者內存不足的狀況下，GC會主動執行，回收堆內存中垃圾對象，進而釋放內存。

        垃圾回收系統是 java 虛擬機的重要組成部分，垃圾回收器能夠對方法區、java 堆、直接內存進行回收。其中，java 堆是垃圾收集器的工做重點。和 C/C++不一樣，java 中全部的對 象空間釋放都是隱式的，也就是說，java 中沒有相似 free() 或者 delete() 這樣的函數釋放指定的內存區域。對於再也不使用的垃圾對象，垃圾回收系統會在後臺默默工做，默默查找、標識並釋放垃圾對象，完成包括 java 堆、方法區和直接內存中的全自動化管理。

 

    八、執行引擎

         執行引擎是 java 虛擬機的最核心組件之一，它負責執行虛擬機的字節碼，現代虛擬機 爲了提升執行效率，會使用 即時編譯(just in time) 技術將方法編譯成機器碼後再執行。 Java HotSpot Client VM(-client)，爲在客戶端環境中減小啓動時間而優化的執行引擎；本地應用開發使用。（如：eclipse）

        Java HotSpot Client VM(-server)，爲在服務器環境中最大化程序執行速度而設計的執行引擎。應用在服務端程序。（如：tomcat）

        Java HotSpot Client 模式和 Server 模式的區別：

        當虛擬機運行在-client 模式的時候, 使用的是一個代號爲 C1 的輕量級編譯器 , 而運行在-server 模式啓動的虛擬機採用相對重量級,代號爲 C2 的編譯器 . C2 比 C1 編譯器編譯的相對完全 ,服 務起來以後,性能更高 JDK 安裝目錄/jre/lib/ （ x86 、 i386 、 amd32 、 amd64 ）/jvm.cfg 文件中的內容，-server 和 -client 哪個配置在上，執行引擎就是哪個。若是是 JDK1.5 及以上版本且是 64 位系統應用時， -client 無效。

        --64 位系統內容                --32 位系統內容

        -server KNOWN                -server KNOWN

        -client IGNORE                  -client KNOWN

注意：在部分 JDK1.6 版本和後續的 JDK 版本 (64 位系統 ) 中， -client 參數已經不起做用了，Server 模式成爲惟一。