1. JVM体系结构

JVM体系结构

堆和栈的关系

• “对象的引用”在栈里面
• 真正对象的“数据”在堆里面

2.类加载器及双亲委派机制

类加载器

作用：加载class文件

类是模板，对象是具体的

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //类是模板，对象是具体的
        Class testClass = Test.class;
    }
}

test1，test2，test3 三个对象都是类模板new出来的，通过第一次输出可以知道，三个对象是不一样的。
但是他们getClass后输出的结果就是一样的，因为getClass得到的是类的模板

类和对象

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加载器的分类

• 虚拟机自带的加载器
• 启动类（根）加载器 BOOT
• 扩展类加载器 EXC
• 应用程序（系统类）加载器 APP

双亲委派机制

APP ---> EXC ---> BOOT
BOOT中不存在 ---> EXC中不存在 ---> APP（当前应用）
双亲委派模型的工作流程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上，因此，所有的类加载请求最终都应该被传递到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器在它的搜索范围中没有找到所需的类时，即无法完成该加载，子加载器才会尝试自己去加载该类。

• 1、当 AppClassLoader加载一个class时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给父类加载器ExtClassLoader去完成。

• 2、当 ExtClassLoader加载一个class时，它首先也不会自己去尝试加载这个类，而是把类加载请求委派给BootStrapClassLoader```去完成。

• 3、如果 BootStrapClassLoader加载失败（例如在 $JAVA_HOME/jre/lib里未查找到该class），会使用 ExtClassLoader来尝试加载；

• 4、若ExtClassLoader也加载失败，则会使用 AppClassLoader来加载，如果 AppClassLoader也加载失败，则会报出异常 ClassNotFoundException。

举个例子

我们模拟Java中lang包下的String类，它一直会询问自己的父加载器有没有这个类，恰好BOOT中有这个类，但是其中没有main方法，就会报错。
假如是换一个名字，根加载器中没有这个Student类，那么它就能正常加载成功。

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3、native关键字

凡是被native修饰的，说明java的作用范围达不到了，会去调用c，c++语言的库！

以“start0();”方法为例

• 调用被native关键字修饰的方法，会进入本地方法栈
• 然后会调用本地方法的本地方法接口（JNI）
• JNI的作用：扩展java的使用，融合不同的编程语言为java所用！最初是c/c++
• java诞生的使用，c/c++很流行，想要立足，就必须要用c/c++的程序
• 因此，它在内存区域中专门开辟了一块标记区域Native Method Stack，来登记native方法
• 在最终执行的时候，通过JNI（本地方法接口）来加载本地方法库中的方法
• 平常用不到这类的方法，该方法多操控硬件资源

4、PC寄存器

程序计数器:Program Counter Register（PC计数器或者指令计数器更贴切）：
-每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向下一条指令的地址，即将要执行的指令代码)，在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

如果正在执行的是本地（Native）方法，这个计数器值则应为空（Undefined）

5、方法区

方法区 Method Area：

• 又被称为静态区，它跟堆一样被所有线程共享
• 它用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据
• 方法区中包含的都是整个程序中永远唯一的元素，如：class、static变量。

6、栈

栈（先进后出）：也叫栈内存，主管程序的运行，它的生命周期和线程同步；线程结束，栈内存也就释放了；对于栈来说，不存在垃圾回收问题；一旦线程结束，栈就“Over”；

• 每个线程都包含一个栈区，栈中只保存基本数据类型的值和对象以及基础数据的引用。（8大基本类型+对象引用+实例的方法）
• 每个栈中的数据（基本数据类型和对象的引用）都是私有的，其它栈是无法进行访问的。
• 栈分为三个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

栈运行原理：栈帧，程序正在执行的方法一定在栈的顶部
什么是栈溢出：（StackOverflowError）

package com.my.test;
//理解什么叫栈溢出
//为什么main()方法先执行后结束
public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        Test03 test03 = new Test03();

        test03.a();
    }
    public void a(){
        b();
    };
    public void b(){
        a();
    };
}

7、三种JVM

• sun公司的HotSpot(Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.152-b16, mixed mode))
• Oracle公司的 JRockit
• IBM J9 VM

8、堆（Heap）

Java堆（Java Heap）是虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，Java世界里“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。
Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，因此它也被称作“GC堆”。
一个JVM只有一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。
堆内存中细分为三个领域：

• 新生区（伊甸区）young/new
• 养老区old

• 永久区perm

  

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GC垃圾回收：主要在伊甸园区和养老区

“OOM”：内存满了，堆内存不够

JDK8以后永久存储区更名为“元空间”

新生区

• 类：诞生和成长以及死亡的地方

• 伊甸园区：所有的对象都是由伊甸园区new出来的

永久区

• 概念：
  这个区域常驻内存，用来存放JDK自身携带的Class对象、interface元数据、存储的是java运行时的一些环境或者类信息
  这个区域不存在垃圾回收；除非关闭虚拟机才会释放这个区域的内存