Java - JVM

一、JVM

1. JVM的作用

Java代码编译成java字节码后，运行在JVM中，只要针对不同的系统都开发JVM后，java就实现了跨平台。

2. JVM、JRE、JDK的关系

3. JVM的组成

1. 类加载器（ClassLoader）
2. 运行时数据区（Runtime Data Area)
3. 执行引擎(Execution Engine)
4. 本地库接口（Native Interface）

4. JVM工作流程

ClassLoader负责加载字节码文件，至于是否可以运行，由Execution Engine决定。
Execution Engine把指令和数据信息加载到内存中，并且负责把命令解释到操作系统，将JVM指令集翻译成操作系统指令集。
当Execution Engine执行指令时，可能会调用一些本地的接口，这时就需要用到Native Interface，主要负责调用本地的接口给java程序使用，会在本地方法栈中记录对应的本地方法。

5. 运行时方法区Runtime Data Area

是JVM最重要的部分，运行时数据区的组成主要包含以下

1. PC Register（程序计数器）
   程序计数器是程序控制流的指示器，循环，跳转，异常处理，线程的恢复等工作都需要依赖程序计数器去完成。程序计数器是线程私有的，它的生命周期是和线程保持一致的，我们知道，N 个核数的 CPU 在同一时刻，最多有 N个线程同时运行，在我们真实的使用过程中可能会创建很多线程，JVM 的多线程其实是通过线程轮流切换，分配处理器执行时间来实现的。既然涉及的线程切换，所以每条线程必须有一个独立的程序计数器。
2. Stack (Java虚拟机栈）
   虚拟机栈，其描述的就是线程内存模型，也可以称作线程栈，也是每个线程私有的，生命周期与线程保持一致。在每个方法执行的时候，jvm 都会同步创建一个栈帧去存储局部变量表，操作数栈，动态连接，方法出口等信息。一个方法的生命周期就贯彻了一个栈帧从入栈到出栈的全部过程。
3. Native Method Stack (本地方法栈)
   本地方法栈的概念很好理解，我们知道，java底层用了很多c的代码去实现，而其调用c端的方法上都会有native，代表本地方法服务，而本地方法栈就是为其服务的。
4. Heap(堆)
   可以说是 JVM 中最大的一块儿内存区域了，它是所有线程共享的，不管你是初学者还是资深开发，多少都会听说过堆，毕竟几乎所有的对象都会在堆中分配。
5. Method Area（方法区）
   方法区也是所有线程共享的区域，它存储了被 jvm 加载的类型信息、常量、静态变量等数据。运行时常量池就是方法区的一部分，编译期生成的各种字面量与符号引用就存储在其中。

💡 随着Java 7及以后版本的发布，虽然字符串常量池被移至堆内存，运行时常量池仍然是方法区（或Java 8中的元空间）的一部分。
💡 在Java 8之前，方法区的实现被称为永久代（PermGen），并且是堆的一部分。所以，当我们说”方法区”时，从概念上讲，它是JVM的一个独立逻辑部分，但在HotSpot JVM的具体实现中，直到Java 7为止，它是作为堆内存结构的一个部分（即永久代）来实现的，永久代是堆的一个物理部分。
💡从Java 8开始，HotSpot JVM去除了永久代的概念，引入了元空间（Metaspace），并且元空间是在本地内存中，而不是在堆内存中。因此，在Java 8及以后的版本中，方法区的实现从永久代变为了元空间，方法区（现在通常指的是元空间）与堆内存是完全分开的。

💡 元空间在本地内存中，只要内存足够，就不会出现OOM（Out of Memory）。元空间的概念仍然在JVM内存模型中。

二、深入JVM内存模型（JMM）

。。。待续