JVM讲解（一）

一、JVM的历史和背景

二、JVM的执行过程

     JVM在整个JDK中处于在最底层，负责与操作系统交互，用来屏蔽操作系统环境，提供一个完整的java程序运行环境。操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成的，通过以下四个步骤完成JVM环境的执行 1)、创建JVM装在环境和配置，2）、装载JVM.dll 3)、初始化JVM.dll并获得JNIENV接口4）、调用JNIEnv实例装载并找到类的Main（）方法去处理。如下图所示：

三、JVM的基本结构

    1、类装载器 （classLoader,用来装载.class文件）

     2、执行引擎（执行字节码，或者执行本地方法）

     3、内存空间（方法区、java堆、java栈，本地方法栈）

     4、PC寄存器 （用于存储每个线程下一步将执行的JVM指令）

     5、垃圾回收器

     内存空间和PC寄存器组成了运行时数据区。如下图所示：

        运行时数据区讲解：

            1、PC寄存器

                    每个线程拥有一个寄存器

                    在线程创建时创建

                    用于存储每个线程下一步将执行的JVM指令

                    执行native方法时，则PC寄存器不存储任何信息，值为undefined

             2、方法区域（method Area）

                    在JDK中这块区域和永久区（PermanetGeneration）关联起来，又叫持久代

                    保存类装载信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量（static修饰）、final修饰的常量、字段（field）x  信息、方法（method）信息。

                    方法区域是全局共享的，在一定条件下也会被垃圾回收机制回收（GC）

                    方法区内存超出允许大小，会跑出内存溢出(OutOfMemory)错误

                3、java堆

                    存储对象的实例和数组值的区域，可以认为所有通过new创建的对象都需要在Java堆内存中分配。

                    GC主要是对堆Heap内存进行回收。

                    所有线程共享java堆，所以在堆上进行对象分配内存都需要加锁，所以创建对象比较耗时的。

                    

                Sun Hotspot JVM为了提升对象内存分配的效率，对于所创建的线程都会分配一块独立的空间TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由JVM根据运行的情况计算而得，在TLAB上分配对象时不需要加锁，因此JVM在给线程的对象分配内存时会尽量的在TLAB上分配，在这种情况下JVM中分配对象内存的性能和C基本是一样高效的，但如果对象过大的话则仍然是直接使用堆空间分配

                 TLAB仅作用于新生代的Eden Space，因此在编写Java程序时，通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。

                   所有创建的对象都会存储在新生代对内存中（Yong Generation），如果Yong Generation 在多次的垃圾回收中（GC在）中存活了下来，这些内存信息将被转移到Old Generation 中

                    新的对象总是创建在Eden Space

                    堆上分配的空间，每次需要GC 清理空间

                      4、java栈

                            线程私有

                             栈由一系列的帧组成（java栈也叫做帧栈），帧上保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针

                              栈中存放的基本类型的变量，以及部分返回结果和stack Frame,非基本类型的对象在JVM栈上存放的是一个指向JVM堆上地址。

                            栈上分配的内存空间，函数（方法）调用完后自动释放