一.JVM简介
jvm及Java virtual machineJava虚拟机，它是一个虚构出来的计算机，一种规范。其实抛开这么专业的句子不说，就知道 JVM 其实就类似于一台小电脑运行在 windows 或者 linux 这些操作系统环境下即可。它直接和操作系统进行交互，与硬件不直接交互，而操作系统可以帮我们完成和硬件进行交互的工作。
二.JVM运行时数据区
jvm就相当于是一个运行起来的java进程，每运行起来一个进程，jvm就要向内存申请一大块空间，将它划分成不同区域，每个区域有不同作用。jvm运行时数据区也叫做内存布局
1.方法区/元数据区
存放的是类对象（.class文件加载到内存中就是类对象了）
运行时常量池也在方法区，存放字面量与符号引用。
字面量：字符串，final常量，基本数据类型的值
符号引用：类和结构（struct）的完全限定名，字段的名称和描述符，方法的名称和描述符
2.堆
存放代码中new出来的对象。堆占的空间最大
3.栈/虚拟机栈（线程私有）
存放代码执行过程中方法之间的调用关系。其中的每个元素叫做栈帧，每个栈帧代表了一个方法的调用：栈帧里面包含了方法入口，方法返回的位置，方法的形参，返回值，局部变量……
4.程序计数器（线程私有）
它占的空间最小。主要存放“地址”，表示下一条要执行的指令在内存的哪里（也就是在方法区的哪里。在方法区里，每个方法里面的指令都是以二进制形式存储的）
class A{
public void a(){
}
public void b(){
}
}如上a和b方法会被编译成二进制指令，放到.class文件中，当执行类加载时，就可以把.class文件中的内容加载到内存中，此时，方法的指令就进入到类对象中了。
刚开始调用方法时，程序计数器记录的是方法的入口地址。
5.本地方法栈（线程私有）
存放的是由native修饰的方法的调用关系
总结
总结一下：栈以及程序计数器是每个线程都有一份（比如：一个jvm进程中由10个线程，那么就有10个栈和程序计数器），但公用一份堆和方法区
示例
class A{
public int n=10;
public static int b=100;
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
A a=new A();
}
}
如上，n,b,a，都分别存放在jvm内存的哪里？
a是局部变量，所以a放在栈上。
n是成员变量，它的产生是依赖对象的，也就是说，只有有lA对象才会有n。恰好在main方法中new了一个A对象，这个对象是存放在堆上的，n是跟随对象的，所以n在堆上
b是一个静态成员变量，b只有一份，跟随类对象，所以b在方法区/元数据区
三.JVM类加载
1.类加载过程
加载：
找到.classwen文件，打开文件，读取文件内容。往往代码中会给定某个类的全限定类名（例如java.lang.String），jvm根据类名，在一些指定目录范围内寻找
验证：
.class文件是二进制（每个字节都有特定含义），这个阶段的目的就是确保.class文件的字节流中包含的信息符合《Java虚拟机规范》全部约束要求，保证这些信息被当作代码运行后不会危害到虚拟机自身安全
在java官方文档上就有.class文件的书写规则
准备：
给类对象及其上面的变量分配内存空间，只是分配，还未初始化，此时空间上的内存的数值全为0（此时若尝试打印static成员，就是全0）
解析：
针对类对象中包含的字符串常量进行处理，进行初始化（java代码中用到的字符串常量，在编译后也会进入到.class文件中）。
注意：对于final String s=“text”；这个test会进入到.class文件中，与此同时，.class文件的二进制指令中也会有一个s引用被创建出。按理说，引用变量中存放的是对象的地址，但是.class文件现在只是一个文件，不涉及到地址，所以无法向s中存放text的地址，所以暂时，s中存放的是text在文件中的偏移量，称为文件的偏移量（例如：假设test开头距文件开头为100个字节，那么s中就存放100）等加载到内存中后，再把s的值替换为真正的内存地址）
这个过程也叫做把符号引用替换为直接引用。
初始化：
针对类对象进行初始化：
把类对象需要的各个属性设置好
初始化static成员
执行静态代码块
加载父类
2.双亲委派模型
这个模型用于类加载的第一个阶段：加载过程中寻找.class文件
类加载器：
这是jvm中的一个模块，jvm一共内置了三个类加载器
1.BootStrapClassLoader 爷爷
2.ExtensionClassLoader父亲
3.ApplicationClassLoader儿子
这三个类从上到下构成了父子关系。这个父子关系不是由继承构成的，而是这几个类里面有一个parent属性，指向了一个”父“类加载器（其实说是双亲，实际不是一父一母，而是只有父亲）
基于双亲委派模型的加载过程
1.给定一个类的全限定名
2.从ApplicationClassLoader作为入口，开始查找逻辑
3.ApplicationClassLoader不会立即扫描自己负责的目录（它负责搜索项目当前目录和第三方库对应的目录），而是把查找任务先交给自己的父亲ExtensionClassLoader
4.ExtensionClassLoader也不会立即扫描自己负责的目录（他负责搜索jdk中一些扩展的库对应的目录），而是把查找任务交给自己父亲BootStrapClassLoader
5.BootStrapClassLoader也不想立即搜索自己负责的目录（他负责的是标准库中的目录）。但发现自己没有父亲，因此只能亲自扫描标准库中的目录。但若不是标准库中的类，任务就会被教给孩子执行
6.BootStrapClassLoader没有搜索到，所以就交给了儿子ExtensionClassLoader，扫描扩展库中的目录。
7.没找到就交给孩子ApplicationClassLoader，扫描当前项目和第三方库中的目录。
8.若还是没有找到，就会抛出ClassNotFoundException
目的：
主要是为了确保标准库中的类被加载的优先级最高，其次是扩展库，最后是自己写的类和第三方库。
双亲委派模型不是必须遵守的，它是可以被打破的（在自定义类加载器时可以不遵循）。就比如Tomcat中加载webapp，其中的类只能在webapp中寻找
四.垃圾回收——GC
Java中的垃圾回收机制，主要就是让jvm自己判断某个内存是否不再使用，若确定不用了，jvm就会自动把内存回收。
1.GC回收的目标
它回收的是内存中new出来的对象。那其他的呢？
而对于栈中的局部变量，它是跟随栈帧的生命周期，方法接收，局部变量的空间就自动释放了
而对于静态变量，它的生命周期就是整个程序，始终存在，无需释放。
2.GC大致分为两步
寻找垃圾：
在GC圈子中，寻找垃圾主要有两种主流方案（Java使用的是第二种）
引用计数
new出来的对象，会单独在它的旁边安排一块空间用来保存一个引用计数（计数器），这个计数器描述了这个对象有几个引用指向它。当没有引用指向时，该数就会是0，就可以被视为垃圾。
引用计数的缺点：
1.比较浪费内存空间
一个计数器，咋说也得2个字节的空间，假设对象本身很小，那么计数器占据的空间比例就很大。
2.引用计数机制存在循环引用问题
class A{ public A t; } public class Test { public static void main(String[] args) { A a=new A(); A b=new A(); a.t=b; b.t=a; } }上述代码，a、b是局部变量，存放在栈中，堆上的第一个A对象中的t引用存放的是堆上的第二个A对象的地址，堆上的第二个A对象中的t引用存放的是堆上的第一个A对象的地址。所以此时，第一个A对象的引用计数为2（一个是栈上的a，另一个是堆上的第二个A对象的t变量），第二个A对象的引用计数也是2，当代码执行到a=null b=null后，a、b在栈上的内存被释放了，所以a、b变量消失了，所以第一个A对象的引用计数减一，变成了1（这个1就是堆上的第二个A对象的t变量），同理堆上的第二个A对象的引用计数也变成1了。
到此为止，jvm认为两个对象都有引用指向，所以不是垃圾，所以就不回收
但此时，new出来的两个对象已经无法被其他代码访问到了，但是却没有被回收）
可达性分析
本质：用时间换取空间
有一个/组线程，周期性的扫描代码中的所有对象。就是从一些特定的对象触发，把所有能访问到的对象，都标记成可达，反之未标记的就是垃圾
可达性分析的出发点有很多：不仅仅是局部变量，还有常量池中引用的对象，方法区中的静态引用类型引用的变量……这些出发点就被称为GCRoots
可达性分析是周期性进行的，当前某个对象是否是垃圾，会随代码进行发生改变
回收垃圾：
如何回收垃圾？主要有下面三种做法
标记清除（简单粗暴）
就是把被标记到的对象直接释放掉。
这样非常不靠谱，会产生很多内存碎片。
随着时间推移，内存碎片的情况会愈演愈烈
复制算法
通过copy的方式，把有效对象集中到一起，再同意释放剩余空间
将内存分成大小相等的两份，每次只用其中的一份，当需要进行垃圾回收时，就会先将不需要回收的对象复制到内存中的另一半(是连续复制，不留空位)，然后统一释放那一半。
复制算法的缺点：
1.内存浪费一半，内存利用率不高
2.当有效对象很多时，拷贝操作的开销很大。
标记整理
既能解决内存碎片问题，又能解决内存利用率不高的问题
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
如上，假如1，4，6是被标记的要被清除的垃圾，标记整理就相当于是顺序表删除元素时的搬运操作：将2搬到1位置，将3般到2位置，将5搬到3位置，将7搬到4位置，最后释放5、6、7位置的元素
标记整理未解决的问题就是搬运操作（copy）的开销很大
jvm的垃圾回收机制-分代算法
jvm找到垃圾后是使用那种方法进行垃圾的回收呢？它采用的是上述三种思路的结合体
分代算法就是通过区域划分，实现不同区域和不同垃圾的回收策略，从而实现更好的垃圾回收。。
首先将一整个内存分为两大部分（不用平均分配），左边统称为新生代，右边就是老年代。在新生代，又划分为伊甸区和幸存区，其中幸存区被均分成两部分。
刚new的对象被放到伊甸区。从对象诞生到第一轮可达性分析扫描，虽然时间不长，但是凭经验来看，该时间内大部分对象都会变成垃圾，剩余不是垃圾的，就被放到幸存区，这个放就可以说是复制算法。由于经验规律（短时间内大部分对象都会变成垃圾的经验），真正需要复制到对象不多，很适合复制算法。
在幸存区的对象，都是活过了第一轮GC的对象。GC的扫描线程也会扫描幸存区，并将活过GC的对象复制到幸存区的另一半，释放上一半。反复像上面这样在幸存区进行多轮GC，使用的也是复制算法
当对象已经在幸存区活过了很多轮GC后，jvm就会认为它短时间内释放不掉了，就会把它放到老年代
老年代的对象被GC扫描的频率很低，从而减少了GC开销
总结：
新生代主要使用复制算法，老年代主要是标记整理。
而标记清除太不靠谱了，所以不采用
