JVM的生命周期##
首先分析一下JVM實例和JVM執(zhí)行引擎實例的區(qū)別
JVM實例：JVM實例對應(yīng)了一個獨立運行的java程序
它是進程級別的
JVM執(zhí)行引擎實例則對應(yīng)了屬于用戶運行程序的線程
它是線程級別的
JVM實例的誕生##
當啟動一個Java程序時，一個JVM實例就產(chǎn)生了
JVM實例的運行##
main()作為該程序初始線程的起點，任何其他線程均由該線程啟動。
JVM內(nèi)部有兩種線程：守護線程和非守護線程
main()屬于非守護線程， 守護線程通常由JVM自己使用，java程序也可以標明自己創(chuàng)建的線程是守護線程
JVM實例的消亡
當程序中的所有非守護線程都終止時，JVM才退出；
若安全管理器允許，程序也可以使用Runtime類或者System.exit()來退出
JVM的體系結(jié)構(gòu)##
JVM的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)分為三部分：##
（1）類加載器(ClassLoader)子系統(tǒng)
作用：用來裝載.class文件
（2）執(zhí)行引擎
作用：執(zhí)行字節(jié)碼，或者執(zhí)行本地方法
（3）運行時數(shù)據(jù)區(qū)
方法區(qū)，堆，PC寄存器，本地方法棧
JVM的類加載器##
JVM將整個類加載過程劃分為三個步驟:
(1)裝載
裝載過程負責(zé)找到二進制字節(jié)碼并加載至JVM中
JVM通過類名、類所在的包名通過ClassLoader來完成類的加載
同樣，也采用以上三個元素來標識一個被加載了的類：類名+包名+ClassLoader實例ID。
(2)鏈接
鏈接過程負責(zé)對二進制字節(jié)碼的格式進行校驗、 初始化裝載類中的靜態(tài)變量以及解析類中調(diào)用的接口、類。
在完成了校驗后，JVM初始化類中的靜態(tài)變量，并將其值賦為默認值。
最后一步為對類中的所有屬性、方法進行驗證， 以確保其需要調(diào)用的屬性、方法存在，以及具備應(yīng)的權(quán)限（例如public、private域權(quán)限等）， 會造成NoSuchMethodError、NoSuchFieldError等錯誤信息。
(3)初始化
初始化過程即為執(zhí)行類中的靜態(tài)初始化代碼、構(gòu)造器代碼以及靜態(tài)屬性的初始化
在四種情況下初始化過程會被觸發(fā)執(zhí)行：
1.調(diào)用了new；
2.反射調(diào)用了類中的方法；
3.子類調(diào)用了初始化；
4.JVM啟動過程中指定的初始化類。
JVM執(zhí)行引擎##
JVM通過執(zhí)行引擎來完成字節(jié)碼的執(zhí)行，在執(zhí)行過程中JVM采用的是自己的一套指令系統(tǒng)，每個線程在創(chuàng)建后，都會產(chǎn)生一個程序計數(shù)器（pc）和棧（Stack），其中程序計數(shù)器中存放了下一條將要執(zhí)行的指令，Stack中存放Stack Frame，表示的為當前正在執(zhí)行的方法，每個方法的執(zhí)行都會產(chǎn)生Stack Frame，Stack Frame中存放了傳遞給方法的參數(shù)、方法內(nèi)的局部變量以及操作數(shù)棧，操作數(shù)棧用于存放指令運算的中間結(jié)果，指令負責(zé)從操作數(shù)棧中彈出參與運算的操作數(shù)，指令執(zhí)行完畢后再將計算結(jié)果壓回到操作數(shù)棧，當方法執(zhí)行完畢后則從Stack中彈出，繼續(xù)其他方法的執(zhí)行。
JVM運行時數(shù)據(jù)區(qū)##
JVM在運行時將數(shù)據(jù)劃分為了6個區(qū)域來存儲，而不僅僅是大家熟知的Heap區(qū)域，這6個區(qū)域圖示如下：
第一塊： PC寄存器
PC寄存器是用于存儲每個線程下一步將執(zhí)行的JVM指令，如該方法為native的，則PC寄存器中不存儲任何信息
第二塊：JVM棧
JVM棧是線程私有的，每個線程創(chuàng)建的同時都會創(chuàng)建JVM棧，JVM棧中存放的為當前線程中局部基本類型的變量，部分返回結(jié)果以及函數(shù)的參數(shù)值，非基本類型的對象的JVM棧上僅存放一個指向堆上的地址
第三塊：堆(Heap)
Heap是大家最為熟悉的區(qū)域,它是JVM用來存儲對象實例以及數(shù)組值的區(qū)域，可以認為java中所有通過New創(chuàng)建的對象的內(nèi)存都在此分配，Heap中的對象的內(nèi)存需要等待GC進行回收
第四塊：方法區(qū)域（Method Area）
（1）方法區(qū)域存放了所加載的類的信息（名稱、修飾符等）、類中的靜態(tài)變量、類中定義為final類型的常量、類中的Field信息、類中的方法信息，當開發(fā)人員在程序中通過Class對象中的getName、isInterface等方法來獲取信息時，這些數(shù)據(jù)都來源于方法區(qū)域，可見方法區(qū)域的重要性，同樣，方法區(qū)域也是全局共享的，在一定的條件下它也會被GC；當方法區(qū)域需要使用的內(nèi)存超過其允許的大小時，會拋出OutOfMemory的錯誤信息。
（2）在Sun JDK中這塊區(qū)域?qū)?yīng)的為Permanet Generation，又稱為持久代，默認為64M，可通過-XX:PermSize以及-XX:MaxPermSize來指定其大小。
第五塊：運行時常量池（Runtime Constant Pool）
類似C中的符號表，存放的為類中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空間從方法區(qū)域中分配。
第六塊：本地方法堆棧（Native Method Stacks）
JVM采用本地方法堆棧來支持native方法的執(zhí)行，此區(qū)域用于存儲每個native方法調(diào)用的狀態(tài)
JVM的垃圾回收問題##
GC的基本原理：
為將內(nèi)存中不再被使用的對象進行回收，GC中用于回收內(nèi)存中不被使用的對象的方法稱為收集器
由于GC需要消耗一些資源和時間的，Java在對對象的生命周期特征進行分析后，采用了分代的方式來進行對象的收集，即按照新生代，舊生代的方式來對對象進行收集
(1)對新生代的對象的收集稱為Minor GC
(2)對舊生代的對象的收集稱為Full GC
(3)程序中主動調(diào)用System.gc()強制執(zhí)行的GC為Full GC
JVM中自動內(nèi)存回收機制
(1)引用計數(shù)收集器
原理：引用計數(shù)是標識Heap中對象狀態(tài)最明顯的一種方法
引用計數(shù)的方法簡單來說就是對每一個對象都提供一個關(guān)聯(lián)的引用計數(shù)，以此來標識該對象是否被使用，當這個計數(shù)為零時，說明這個對象已經(jīng)不再被使用了
優(yōu)點：
引用計數(shù)的好處是可以不用暫停應(yīng)用，當計數(shù)變零時，即可將此對象的內(nèi)存空間回收，但它需要給每個對象附加一個關(guān)聯(lián)引用計數(shù)
缺點：
引用計數(shù)無法解決循環(huán)引用的問題，因此JVM并沒有采用引用計數(shù)
(2)跟蹤收集器
原理：
跟蹤收集器的方法為停止應(yīng)用的工作，然后開始跟蹤對象，跟蹤時從對象根開始沿著引用跟蹤，直到檢查完所有的對象
根對象的來源主要有三種:
1.被加載的類的常量池中的對象引用
2.傳到本地方法中，沒有被本地方法"釋放"的對象引用
3.虛擬機運行時數(shù)據(jù)區(qū)從垃圾收集器的堆中分配的部分
存在問題：
跟蹤收集器采用的均為掃描的方法，
但JVM將Heap分為了新生代和舊生代， 在進行minor GC時需要掃描是否有舊生代引用了新生代中的對象， 但又不可能每次minor GC都掃描整個舊生代中的對象，
因此JVM采用了一種稱為卡片標記（Card Marking）的算法來避免這種現(xiàn)象。
(3)卡片標記算法
卡片標記的算法為將舊生代以某個大?。ɡ?12字節(jié)）進行劃分，劃分出來的每個區(qū)域稱為卡片， JVM采用卡表維護卡的狀態(tài)，每張卡片在卡表中占用一個字節(jié)的標識（有些JVM實現(xiàn)可能會不同）， 當Java代碼執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)舊生代的對象引用或釋放了對于新生代對象的引用時， 就相應(yīng)的修改卡表中卡的狀態(tài)，每次Minor GC只需掃描卡表中標識為臟狀態(tài)的卡中的對象即可
JVM中將對象的引用分為四種類型，不同的對象引用類型會造成GC采用不同的方法進行回收:
(1)強引用：默認情況下，對象采用的均為強引用(這個對象的實例沒有其他對象引用，GC時才會被回收)
(2)軟引用:軟引用是java中提供的一種比較適合于緩存場景的應(yīng)用(只有在內(nèi)存不夠用的情況下才會被GC)
(3)弱引用:在GC時一定會被GC回收
(4)虛引用:由于虛引用只是用來得知對象是否被GC
