JVM学习笔记---JVM整体架构

JVM学习笔记—JVM整体架构

1.JVM整体架构

1. 根据 JVM 规范，JVM 内存共分为虚拟机栈、堆、方法区、程序计数器、本地方法栈五个部分。
   

架构简介

1. 线程计数器（PC计数器）：
   1. 占用内存小，线程私有(线程隔离)，生命周期与线程相同
   2. 大致为字节码行号指示器
2. 虚拟机栈：
   1. 线程私有，生命周期与线程相同，使用连续的内存空间
   2. Java 方法执行的内存模型，存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息内存空间
3. 堆：
   1. 属于内存中比较大的一块专区
   2. 线程共享，生命周期与虚拟机相同，可以不使用连续的内存地址
   3. 保存对象实例，所有对象实例（包括数组）都要在堆上分配
4. 方法区：
   1. 线程共享，生命周期与虚拟机相同，可以不使用连续的内存地址
   2. 存储已被虚拟机栈加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
   3. 运行时常量池也在方法区中
5. 本地方法栈：
   1. 线程私有
   2. 为虚拟机使用到的Native方法提供服务

2.JVM的五大模块

1. 类装载器子系统 、 运行时数据区 、 执行引擎 、 本地方法接口 、 垃圾收集模块 。
   
2. class文件(字节码文件)通过类加载器加载后就可以进入JVM进行解读了
3. class文件想要被加载到内存中需要加载(包含三个类加载)，连接(三步)，初始化这三个过程
4. 三个过程先执行加载，当字节码文件加载完之后，执行链接操作，链接中有三个步骤(校验，准备，解析)
5. 执行完加载和连接之后会进行初始化，初始化的时候会给一些原始的字段/初始的常量一些值
6. 加载完之后字节码文件会进入运行时数据区
7. 在运行时数据区中有一个PC寄存器，它里面会有一些指定的编码，编码记录每一个线程执行的每一个位置，再有多个线程的时候会有多个PC寄存器
8. 还有虚拟机栈去，简称栈区，栈去中会有很多个线程，还会有一些对应的小操作和对应的栈针，栈针决定着每步的猜测
9. 之后加载堆区和方法区，看本地方法栈，本地方法栈主要是给本地接口提供一些服务
10. 执行引擎：
    1. 主要的作用：将字节码转换成可以运行的二进制文件

3.JVM运行时内存

1. JVM运行时内存
2. Java 虚拟机有自动内存管理机制，如果出现面的问题，排查错误就必须要了解虚拟机是怎样使用内存的。
   

4.不同版本的JDK运行时数据区(java内存区域)的样子

1. Java7和Java8内存结构的不同主要体现在方法区的实现
2. 方法区是java虚拟机规范中定义的一种概念上的区域，不同的厂商可以对虚拟机进行不同的实现。
   
   
3. 元空间代替原来的方法区
4. 将元空间和直接内存放在本地内存中，但是本地内存不放在运行时数据区

5. JDK8虚拟机内存详解

1. 本地方法栈：调用本地的一些方法
2. 程序计数器：告诉我们每一个线程执行在了哪个位置
3. 虚拟机栈：里面有对应的栈帧，每一个方法压栈之后都会形成一个栈帧，栈帧里面包含(局部变量表，操作栈，动态连接，方法返回地址)
4. 堆：是一块比较大的区域，包含新生代(Eden,S0,S1)和老年代
5. 元数据区/元空间：包含对应的常量池，方法原信息，类元信息
6. JIT编译区：即时编译生产的一些缓存

6. JDK7、8变化小总结

1. 线程共享的区域生命周期跟虚拟机一样
2. 线程私有的区域生命周期就是单个的线程周期
3. 直接内存指的就是电脑的直接内存
4. JDK1.8将方法区移除，取而代之的是元空间
5. 所以说：
   1. 线程私有的：
      ① 程序计数器
      ② 虚拟机栈
      ③ 本地方法栈
   2. 线程共享的：
      ① 堆
      ② 方法区
      ③ 直接内存(非运行时数据区的一部分)