1.JVM簡析：
作為一名Java使用者，掌握JVM的體系結(jié)構也是很有必要的。
說起Java，我們首先想到的是Java編程語言，然而事實上，Java是一種技術，它由四方面組成：Java編程語言、Java類文件格式、Java虛擬機和Java應用程序接口(Java API)。它們的關系如下圖所示：
運行期環(huán)境代表著Java平臺，開發(fā)人員編寫Java代碼(.java文件)，然后將之編譯成字節(jié)碼(.class文件)，再然后字節(jié)碼被裝入內(nèi)存，一旦字節(jié)碼進入虛擬機，它就會被解釋器解釋執(zhí)行，或者是被即時代碼發(fā)生器有選擇的轉(zhuǎn)換成機器碼執(zhí)行。
Java平臺由Java虛擬機和Java應用程序接口搭建，Java語言則是進入這個平臺的通道，用Java語言編寫并編譯的程序可以運行在這個平臺上。這個平臺的結(jié)構如下圖所示：
在Java平臺的結(jié)構中, 可以看出Java虛擬機(JVM) 處在核心的位置，是程序與底層操作系統(tǒng)和硬件無關的關鍵。它的下方是移植接口，移植接口由兩部分組成：適配器和Java操作系統(tǒng), 其中依賴于平臺的部分稱為適配器；JVM 通過移植接口在具體的平臺和操作系統(tǒng)上實現(xiàn)；在JVM 的上方是Java的基本類庫和擴展類庫以及它們的API， 利用Java API編寫的應用程序(application) 和小程序(Java applet) 可以在任何Java平臺上運行而無需考慮底層平臺, 就是因為有Java虛擬機(JVM)實現(xiàn)了程序與操作系統(tǒng)的分離，從而實現(xiàn)了Java 的平臺無關性。
JVM在它的生存周期中有一個明確的任務，那就是運行Java程序，因此當Java程序啟動的時候，就產(chǎn)生JVM的一個實例；當程序運行結(jié)束的時候，該實例也跟著消失了。
下面我們從JVM的基本概念和運過程程這兩個方面入手來對它進行深入的研究。
2.JVM基本概念
2.1 基本概念：
JVM是可運行Java代碼的假想計算機 ，包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個棧、一個垃圾回收，堆 和 一個存儲方法域。JVM是運行在操作系統(tǒng)之上的，它與硬件沒有直接的交互。
2.2 運行過程：
我們都知道Java源文件，通過編譯器，能夠生產(chǎn)相應的.Class文件，也就是字節(jié)碼文件，而字節(jié)碼文件又通過Java虛擬機中的解釋器，編譯成特定機器上的機器碼 。
也就是如下：
? Java源文件—->編譯器—->字節(jié)碼文件
? 字節(jié)碼文件—->JVM—->機器碼
每一種平臺的解釋器是不同的，但是實現(xiàn)的虛擬機是相同的，這也就是Java為什么能夠跨平臺的原因了 ，當一個程序從開始運行，這時虛擬機就開始實例化了，多個程序啟動就會存在多個虛擬機實例。程序退出或者關閉，則虛擬機實例消亡，多個虛擬機實例之間數(shù)據(jù)不能共享。
2.3 三種JVM:
? Sun公司的HotSpot；
? BEA公司的JRockit；
? IBM公司的J9 JVM；
在JDK1.7及其以前我們所使用的都是Sun公司的HotSpot，但由于Sun公司和BEA公司都被oracle收購，jdk1.8將采用Sun公司的HotSpot和BEA公司的JRockit兩個JVM中精華形成jdk1.8的JVM。
3.JVM的體系結(jié)構
3.1 Class Loader類加載器
負責加載 .class文件，class文件在文件開頭有特定的文件標示，并且ClassLoader負責class文件的加載等，至于它是否可以運行，則由Execution Engine決定。
3.2 Native Interface本地接口
本地接口的作用是融合不同的編程語言為Java所用，它的初衷是融合C/C++程序，Java誕生的時候C/C++橫行的時候，要想立足，必須有調(diào)用C/C++程序，于是就在內(nèi)存中專門開辟了一塊區(qū)域處理標記為native的代碼，它的具體作法是Native Method Stack中登記native方法，在Execution Engine執(zhí)行時加載native libraies。
目前該方法使用的越來越少了，除非是與硬件有關的應用，比如通過Java程序驅(qū)動打印機，或者Java系統(tǒng)管理生產(chǎn)設備，在企業(yè)級應用中已經(jīng)比較少見， 因為現(xiàn)在的異構領域間的通信很發(fā)達，比如可以使用Socket通信，也可以使用Web Service等。
3.3 Execution Engine 執(zhí)行引擎
執(zhí)行包在裝載類的方法中的指令，也就是方法。
3.4 Runtime data area 運行數(shù)據(jù)區(qū)
虛擬機內(nèi)存或者Jvm內(nèi)存，沖整個計算機內(nèi)存中開辟一塊內(nèi)存存儲Jvm需要用到的對象，變量等，運行區(qū)數(shù)據(jù)有分很多小區(qū)，分別為：方法區(qū)，虛擬機棧，本地方法棧，堆，程序計數(shù)器。
4. Runtime data area 運行數(shù)據(jù)區(qū)詳解（棧管運行，堆管存儲）：
說明：JVM調(diào)優(yōu)主要就是優(yōu)化 Heap堆 和 Method Area 方法區(qū)。
4.1 Native Method Stack 本地方法棧
它的具體做法是Native Method Stack中登記native方法，在Execution Engine執(zhí)行時加載native libraies。
4.2 PC Register程序計數(shù)器
每個線程都有一個程序計算器，就是一個指針，指向方法區(qū)中的方法字節(jié)碼（下一個將要執(zhí)行的指令代碼），由執(zhí)行引擎讀取下一條指令，是一個非常小的內(nèi)存空間，幾乎可以忽略不記。
4.3 Method Area方法區(qū)
方法區(qū)是被所有線程共享，所有字段和方法字節(jié)碼，以及一些特殊方法如構造函數(shù)，接口代碼也在此定義。簡單說，所有定義的方法的信息都保存在該區(qū)域，此區(qū)域?qū)儆诠蚕韰^(qū)間。
靜態(tài)變量，常量，類信息(構造方法/接口定義)，運行時常量池存在方法區(qū)中；但是實例變量存在堆內(nèi)存中，和方法區(qū)無關。
4.4 Stack 棧
問題來了
4.4.1 棧是什么？
棧也叫棧內(nèi)存，主管Java程序的運行，是在線程創(chuàng)建時創(chuàng)建，它的生命期是跟隨線程的生命期，線程結(jié)束棧內(nèi)存也就釋放，對于棧來說不存在垃圾回收問題，只要線程一結(jié)束該棧就Over，生命周期和線程一致，是線程私有的。
基本類型的變量和對象的引用變量都是在函數(shù)的棧內(nèi)存中分配。
4.4.2 棧存儲什么？
棧幀中主要保存3類數(shù)據(jù)：
本地變量（Local Variables）：輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)以及方法內(nèi)的變量；
棧操作（Operand Stack）：記錄出棧、入棧的操作；
棧幀數(shù)據(jù)（Frame Data）：包括類文件、方法等等。
4.4.3 棧運行原理
棧中的數(shù)據(jù)都是以棧幀（Stack Frame）的格式存在，棧幀是一個內(nèi)存區(qū)塊，是一個數(shù)據(jù)集，是一個有關方法和運行期數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集，當一個方法A被調(diào)用時就產(chǎn)生了一個棧幀F(xiàn)1，并被壓入到棧中， A方法又調(diào)用了B方法，于是產(chǎn)生棧幀F(xiàn)2也被壓入棧， B方法又調(diào)用了C方法，于是產(chǎn)生棧幀F(xiàn)3也被壓入?！?依次執(zhí)行完畢后，先彈出后進......F3棧幀，再彈出F2棧幀，再彈出F1棧幀。
遵循“先進后出”/“后進先出”原則。
4.5 Heap 堆
堆這塊區(qū)域是JVM中最大的，應用的對象和數(shù)據(jù)都是存在這個區(qū)域，這塊區(qū)域也是線程共享的，也是 gc 主要的回收區(qū)，一個 JVM 實例只存在一個堆類存，堆內(nèi)存的大小是可以調(diào)節(jié)的。類加載器讀取了類文件后，需要把類、方法、常變量放到堆內(nèi)存中，以方便執(zhí)行器執(zhí)行，堆內(nèi)存分為三部分：
4.5.1 新生區(qū)
新生區(qū)是類的誕生、成長、消亡的區(qū)域，一個類在這里產(chǎn)生，應用，最后被垃圾回收器收集，結(jié)束生命。新生區(qū)又分為兩部分：伊甸區(qū)（Eden space）和幸存者區(qū)（Survivor pace），所有的類都是在伊甸區(qū)被new出來的。幸存區(qū)有兩個：0區(qū)（Survivor 0 space）和1區(qū)（Survivor 1 space）。當伊甸園的空間用完時，程序又需要創(chuàng)建對象，JVM的垃圾回收器將對伊甸園進行垃圾回收（Minor GC）,將伊甸園中的剩余對象移動到幸存0區(qū)。若幸存0區(qū)也滿了，再對該區(qū)進行垃圾回收，然后移動到1區(qū)。那如果1去也滿了呢？再移動到養(yǎng)老區(qū)。若養(yǎng)老區(qū)也滿了，那么這個時候?qū)a(chǎn)生Major GC（FullGCC），進行養(yǎng)老區(qū)的內(nèi)存清理。若養(yǎng)老區(qū)執(zhí)行Full GC 之后發(fā)現(xiàn)依然無法進行對象的保存，就會產(chǎn)生OOM異常“OutOfMemoryError”。
如果出現(xiàn)java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space異常，說明Java虛擬機的堆內(nèi)存不夠。原因有二：
a.Java虛擬機的堆內(nèi)存設置不夠，可以通過參數(shù)-Xms、-Xmx來調(diào)整。
b.代碼中創(chuàng)建了大量大對象，并且長時間不能被垃圾收集器收集（存在被引用）。
4.5.2 養(yǎng)老區(qū)
養(yǎng)老區(qū)用于保存從新生區(qū)篩選出來的 JAVA 對象，一般池對象都在這個區(qū)域活躍。
4.5.3 永久區(qū)
永久存儲區(qū)是一個常駐內(nèi)存區(qū)域，用于存放JDK自身所攜帶的 Class,Interface 的元數(shù)據(jù)，也就是說它存儲的是運行環(huán)境必須的類信息，被裝載進此區(qū)域的數(shù)據(jù)是不會被垃圾回收器回收掉的，關閉 JVM 才會釋放此區(qū)域所占用的內(nèi)存。
如果出現(xiàn)java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space，說明是Java虛擬機對永久代Perm內(nèi)存設置不夠。 原因有二：
a. 程序啟動需要加載大量的第三方jar包。例如：在一個Tomcat下部署了太多的應用。
b. 大量動態(tài)反射生成的類不斷被加載，最終導致Perm區(qū)被占滿。
說明：
1.堆的分配參數(shù)
-Xmn
- 設置新生代大小
-XX:NewRatio
- 新生代（eden+2*s）和老年代（不包含永久區(qū)）的比值
- 4 表示 新生代:老年代=1:4，即年輕代占堆的1/5
-XX:SurvivorRatio
- 設置兩個Survivor區(qū)和eden的比
- 8表示 兩個Survivor :eden=2:8，即一個Survivor占年輕代的1/10
2.堆的分配參數(shù) – 總結(jié)
根據(jù)實際事情調(diào)整新生代和幸存代的大小
官方推薦新生代占堆的3/8
幸存代占新生代的1/10
在OOM時，記得Dump出堆，確?？梢耘挪楝F(xiàn)場問題
5.說明
Jdk1.6及之前：常量池分配在永久代 ；
Jdk1.7：有，但已經(jīng)逐步“去永久代” ；
Jdk1.8及之后：無(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space,這種錯誤將不會出現(xiàn)在JDK1.8中 )；
5.1 在JDK1.7 中
5.2 在JDK 1.8 中
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原文鏈接：https://blog.csdn.net/Luomingkui1109/article/details/72820232
