Java后端面试常问的JVM板块，你有认真的研究过它的原理吗？

1.JVM 的位置

JVM是运行在操作系统之上的。

2.JVM 的体系结构

• 首先垃圾回收一定不会在栈、本地方法栈、程序计数器中，栈用完后系统会自动释放掉
• 所谓的JVM调优，99%其实就是在堆与方法区中进行的，而其中99%就是在调堆，我们说方法去其实就是一个特殊的堆

3.类加载器 Class Loader

类加载器的作用：加载Class文件

例如，我们有一个 Student 实体类

当我们执行 new Student(); 后，说明抽象的 Student 类变为一个具体的实例。引用将会被放入栈中，而具体的对象则会被放入堆中。

上图就是诠释了对象实例化的过程，该过程也就是在解释new关键字与Class关键字，我们说类是模板，对象是具体的实例化。

package com.wangcp.jvmstudy.study01;

public class Car {
    public static void main(String[] args) {
        // 类是模板，对象是具体的实例
        Car car1 = new Car();
        Car car2 = new Car();
        Car car3 = new Car();
        System.out.println("-----------------Car对象实例--------------");
        System.out.println(car1.hashCode());
        System.out.println(car2.hashCode());
        System.out.println(car3.hashCode());

        Class aClass1 = car1.getClass();
        Class aClass2 = car2.getClass();
        Class aClass3 = car3.getClass();
        System.out.println("-----------------Car Class--------------");
        System.out.println(aClass1.hashCode());
        System.out.println(aClass2.hashCode());
        System.out.println(aClass3.hashCode());
    }
}

结果为：

-----------------Car对象实例--------------
25041030
13738737
17699851
-----------------Car Class--------------
17961198
17961198
17961198

由以上代码的执行结果我们看出，new 出的三个 Car 对象是不同的，但Class模板是同一个。

4.双亲委派机制

双亲委派机制的主要目的是为了程序安全，例如我们自己新建包 java.lang 并且在该包下新建 String 类并添加了 toString() 方法，但在实际调用时会发现无法使用并抛出异常。因为类加载时会先向上委托直到根加载器去检查是否能够加载当前类，在根类中发现了 String 类后会直接进行加载不会再向下调用。

双亲委派机制步骤：

• 1.类加载器收到类加载的请求

• 2.将这个请求向上委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类（根）加载器

• 3.启动类加载器检查是否能够加载当前这个类，能加载就结束，使用当前的加载器。否则，抛出异常，通知子加载器进行加载。

• 4.重复步骤 3
  如果以上步骤都未找到该类就会报错，我们常见到的为：

Class Not Found~

5.Native

native : 凡是带有native 关键字的，说明java的作用范围达不到了，会去调用底层C语言的库！

例如我们在执行线程时的 start() 方法，我们看到 start() 的源码为：

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 */
        }
    }
}

我们重点看该方法中调用的 start0(); 方法，该方法的源码为：

private native void start0();

这就是一个本地方法，在我们上面的 JVM体系结构图 中可以看到 本地方法栈（Native Method Stack），

这就是专门用来调用本地方法本地接口的（JNI:java native Interface）。

JNI作用：扩展Java的使用，融合不同的编程语言为Java所用！最初是想融合：C、C++

Java在内存区域中专门开辟了一块标记区域：Native Method Stack，登记 native 方法

在最终执行的时候，加载本地方法库中的方法通过JNI

在我们的日常开发中一般是不会用到native的，只要在操作硬件时才可能用到例如：Java程序驱动打印机、管理系统等

6.PC寄存器

程序计数器：Program Counter Register

每个线程都有一个程序计数器，时线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向一条指令的地址，也即将要执行的指令代码），在执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不计。

7.方法区

Method Area 方法区

方法区是被所有线程共享，所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法，如构造函数，接口代码也在此定义，

简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，此区域属于共享区间；

静态变量、常量、类信息（构造方法、接口定义）、运行时的常量池存在方法区中，但是 实例变量存在堆内存中，和方法去无关。

8.栈

栈：也叫栈内存，主管程序的运行，生命周期和线程同步；线程结束，栈内存也就释放了，对于栈来说，不存在垃圾回收问题。

栈也代表一种数据结构，先进后出，后进先出。与之相对应的就是队列，先进先出。

栈内存中存放哪些东西呢？

8大基本类型、对象引用、实例的方法

9.堆

Heap，一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小时可以调节的。

类加载器读取了类文件后，一般会把什么东西放到堆中呢？ 类、方法、常量、变量……，保存我们所有引用类型的真实对象。

堆内存中还要细分为三个区域：

• 新生区（伊甸园区）
• 老年区 old
• 永久区 Perm

GC垃圾回收，主要是在伊甸园区和老年区。

假设内存满了，OOM，堆内存不够！Java.lang.OutOfMemoryError:Java Heap space

在JDK8以后，永久存储区改名为元空间。

持续学习，不断更新，每天进步一点点！