浅谈JVM

简介

JVM是Java虚拟机的缩写，是一个虚拟出来的计算机。

Java语言最重要的特点就是与平台无关性，而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般高级语言如果要在不同的平台上运行，就要编译成不同的目标代码，而Java语言不需要重新编译。它使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息。Java虚拟机在执行字节码时，将字节码解释成具体平台的机器指令执行。这就是Java能够“一次编译，到处运行”的原因。
JVM的生命周期

a. 启动：启动一个Java程序时，一个JVM实例就产生了。任何一个拥有public static void main(String args[])函数的class都可以作为JVM实例运行的起点。

b. 运行：main()方法作为程序初始线程的起点，任何其他线程均由该线程启动。JVM内部有两种线程：守护线程和非守护线程。main()方法属于非守护线程，守护线程是由JVM自己使用的。Java程序也可以标明自己创建的线程是守护线程。

c. 消亡：当程序中所有的非守护线程都终止时，JVM才退出。
JVM的体系结构

a.类加载器（ClassLoader）:用来加载.class文件

虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存，并对数据进行校验，解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型。

实现通过权限名获取该类的二进制字节流的代码叫做类加载器。

主要有四种类加载 ：

        (1)启动类加载（bootstrap classloader）用于加载Java核心类库，无法被Java直接引用。

        (2)扩展类加载（extensions classloader）用于加载Java的扩展类。

        (3)系统类加载（system classloader）用于加载Java应用的类。

        (4)用户自定义类加载通过继承java.lang.classLoader类来实现。

b.运行时数据区

        (1)方法区：即永久代，在该区很少发生垃圾回收，但并不代表不发生垃圾回收。主要用来存储已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量和即时编译器编译后的代码，是线程共享的。

        (2)虚拟机栈：即栈内存，他为Java方法服务，每个方法在执行的时候都会创建一个栈，用以存储局部变量表，操作数栈等信息，是线程隔离的。

        (3)本地方法栈：和虚拟机栈类似，只不过本地方法栈为native方法服务。

        (4)堆：Java堆是所有线程共享的一块内存，在虚拟机启动时创建，几乎所有的对象实例都在这里创建，因此该区域经常发生垃圾回收操作。

        (5)程序计数器：是一个比较小的内存区域，用来指示当前线程执行的字节码执行到了第几行，是线程隔离的。
java垃圾回收机制

在Java中，程序员不需要显示的释放一个对象的内存，而是由虚拟机自行执行。在JVM中，有一个垃圾回收线程，他是低优先级的。在正常情况下是不能执行的。只有虚拟机空闲或者当前堆内存不足的时候，才会触发执行，扫描那么没有被任何引用的对象，并将它们添加到要回收的集合中进行回收。

几种垃圾回收机制（算法）：

a.标记-清除算法

        从根节点开始标记所有可达对象，其余没标记的即为垃圾对象，执行清除，但是回收后的空间是不连续的。

b.标记-清除-压缩算法

       与标记-清除算法有相同的标记过程，第二阶段把标记的对象复制到新域中以便压缩堆栈。

c.复制算法

      将内存分为两块，每一次只使用一块，垃圾回收时，将标记对象复制到另一块中，然后完全清除原来使用的那块内存，复制后的空间是连续的。

d.分代算法

     这种算法将堆栈分为两个或多个域，用以存放不同寿命的对象。JVM生成的新对象一般放在其中的某个域中，过段时间，继续存在的对象将获得使用期并转入更长寿的域中。