从零开始学习JVM
对于大部分学习Java语言的人来说，JVM是一个无法避免的必要知识点，接下来我将分享一下我的jvm学习笔记，希望能够给予各位一点帮助。
什么是jvm
Java virtual machine（java虚拟机），它是一种规范，虚构的一个计算机（有自己的字节码指令集和内存管理），也可称之为跨语言的平台，无论何种语言，只要编译为class文件，那么jvm就可以识别运行。
自己的理解：jvm可理解为一个黑盒子，它有两个口，一个用以接收class文件，内部经过一系列处理，从另一个口将命令传出去调用操作系统具体的指令，来完成自己的功能。可以说是类加载器、解释器、JIT编译器、执行引擎的集合，jvm只是给这个集合起的一个名字，只是方便人们用来交流而已。
在java中的地位可参考下图：
class文件
可以这么理解，class文件只是多种文件类型中的一种，有自己的独特格式，和txt文件、html文件类似，只是格式不同而已；这是jvm能够识别、解析的一种文件格式。
class文件内容：魔数（标识这是一个class文件）、 版本号、常量池大小、具体常量池…、当前类、接口、字段、属性、指令等信息。
类加载的过程
类加载包含3步，第一，loading（从磁盘读入内存）；第二，linking（verification(验证文件是否符合jvm规范、preparation（静态成员变量赋默认值）、resolution（将类、方法、属性等符号引用解析为直接引用））；第三，initializing（静态变量 初始化）。
jvm是按需动态加载类的，采用双亲委派机制（保证安全性）
过程描述：当需要加载一个类时，先获取自己的类加载器，询问是否该类已经加载，如是，则已加载直接使用，如否，则依次向自己的上级加载器询问，直到最上级Bootstrap,如果还没有加载，则判断该类是否在自己加载的范围，是，则加载，否，依次向下判断。类加载器之间并不是语法上的父子关系只是人为定义的上下级而已。
注：类加载 loading、linking、initializing
对象创建 申请内存、赋默认值、初始化
自定义类加载器
1.继承ClassLoad
2.重写findClass() 或者 loadClass()
注：像Tomcat等一般都有自己的类加载器，以此来实现热部署（丢弃以前的类，重新加载新类 需要重写loadClass方法）这种方法可以破坏双亲委派机制；重写findClass来实现自定义类加载器，这种写法不会破坏双亲委派机制。
jvm中代码的执行模式
编译与解释混合进行。一般情况下，jvm会使用字节码解释器对代码解释执行；对于热点代码，jvm会使用JIT编译器将代码编译为本地机器语言来执行。
Java Runtime Data Area（运行时数据区）
1.PC program counter 程序计数器，线程私有，存放指令的位置
2.虚拟机栈 线程私有，每个线程一个栈，栈里存放一个个的栈帧 每个方法一个栈帧，每个栈帧包含:
- 本地变量表 Local Variable Table 存放方法里的参数、局部变量
- 操作数栈 Operated Stack 对本地变量表里的数据操作的栈
- 动态链接 Dynamic Linking 保存着字符引用所代表的内存地址
- 返回地址 return address 方法结束后返回值应去哪
native stack 本地方法栈，类似于虚拟机栈，只是用来存放本地方法
3.方法区 （Method Area）线程共享，也称为永久代，堆外的一块空间
存放class的元数据信息，静态变量等信息
- perm space 1.8之前的方法区 字符串常量位于PermSpace FGC不会清理 大小启动的时候指定，不能变
- meta space 1.8之后的方法区 字符串常量位于堆 会触发FGC清理 不设定的话，最大就是物理内存
4.堆（heap） 线程共享
存放对象信息，创建的对象会保存在堆中
5.Direct Memory（直接内存）
jvm可以直接访问的内核空间的内存，也可称为有操作系统管理的内存
用途：
NIO，以此实现zero copy ，来提升效率。
注：一般来说对于IO数据会放在内核空间，当jvm需要该数据时会从内核空间拷贝到jvm的内存空间
常见的指令
1.load 读操作
2.store 写操作
3.pop 弹栈
4.add 加
5.sub 减
6.mul 乘
7.div 除
8.invokeStatic 调用静态方法
9.invokeInterface 接口引用调用子类方法
10.invokeSpecial 调用构造方法 或 private修饰的方法
11.invokeDynamic 在使用lambda表达式等动态生成类时使用