Java虚拟机基础

         java虚拟机(java virtual machine，JVM)，一种能够运行java字节码的虚拟机。作为一种编程语言的虚拟机，实际上不只是专用于Java语言，只要生成的编译文件匹配JVM对加载编译文件格式要求，任何语言都可以由JVM编译运行。比如kotlin、scala等。

JVM的基本结构

JVM由三个主要的子系统构成

1.类加载子系统

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)

负责加载JRE的核心类库，如JRE目标下的rt.jar，charsets.jar等

扩展类加载器(Extension ClassLoader)

负责加载JRE扩展目录ext中jar类包

系统类加载器(Application ClassLoader)

负责加载ClassPath路径下的类包

用户自定义加载器(User ClassLoader)

负责加载用户自定义路径下的类包

类加载机制
       全盘负责委托机制
         当一个ClassLoader加载一个类的时候，除非显示的使用另一个ClassLoader，该类所依赖和引用的类也由这个ClassLoader载入
       双亲委派机制
         指先委托父类加载器寻找目标类，在找不到的情况下载自己的路径中查找并载入目标类
       双亲委派模式的优势
         沙箱安全机制：比如自己写的String.class类不会被加载，这样可以防止核心库被随意篡改
         避免类的重复加载：当父ClassLoader已经加载了该类的时候，就不需要子ClassLoader再加载一次

2.运行时数据区

• 方法区

      类的所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法如构造函数，接口代码也在这里定义。简单来说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，静态变量+常量+类信息（构造方法/接口定义）+运行时常量池都存在方法区中，虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做Non-Heap（非堆），目的应该是为了和Java的堆区分开(jdk1.8以前hotspot虚拟机叫永久代、持久代，jdk1.8时叫元空间)

• 堆

   虚拟机启动时自动分配创建，用于存放对象的实例，几乎所有对象都在堆上分配内存，当对象无法在该空间申请到内存是将抛出OutOfMemoryError异常。同时也是垃圾收集器管理的主要区域。

   堆分为：

            新生代：

                       eden space 伊甸区：所有类在此创建

                        survivor space 幸存者区：分为from区 和 to区， EDEN区用完时，进行垃圾回收，把剩余对象移动到FROM,FROM满了也是垃圾回收移动到TO区，to区满了也是垃圾回收，还满就移动到老年代。

            老年代

                        新生代多次垃圾回剩下的对象移动到老年代。满了就GC,GC后还满就会outofmemory异常了。

             元空间

                          在JDK1.8之后，元空间替代了永久代，它是对JVM规范中方法区的实现，区别在于元数据区不在虚拟机当中，而是用的本地内存，永久代在虚拟机当中，永久代逻辑结构上也属于堆，但是物理上不属于。

• 栈

Java线程执行方法的内存模型，一个线程对应一个栈，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息）不存在垃圾回收问题，只要线程一结束该栈就释放，生命周期和线程一致

• 本地方法栈

和栈作用很相似，区别不过是Java栈为JVM执行Java方法服务，而本地方法栈为JVM执行native方法服务。登记native方法，在Execution Engine执行时加载本地方法库

• 程序计数器

就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向吓一跳指令的地址，也即将要执行的指令代码），由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

3.执行引擎