1. 什么是JVM？
JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫，JVM是一種用于計算設(shè)備的規(guī)范，它是一個虛構(gòu)出來的計算機(jī)，是通過在實際的計算機(jī)上仿真模擬各種計算機(jī)功能來實現(xiàn)的。Java虛擬機(jī)包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個棧、一個垃圾回收堆和一個存儲方法域。 JVM屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息，使Java程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼）,就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。JVM在執(zhí)行字節(jié)碼時，實際上最終還是把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機(jī)器指令執(zhí)行。
Java語言的一個非常重要的特點(diǎn)就是與平臺的無關(guān)性。而使用Java虛擬機(jī)是實現(xiàn)這一特點(diǎn)的關(guān)鍵。一般的高級語言如果要在不同的平臺上運(yùn)行，至少需要編譯成不同的目標(biāo)代碼。而引入Java語言虛擬機(jī)后，Java語言在不同平臺上運(yùn)行時不需要重新編譯。Java語言使用Java虛擬機(jī)屏蔽了與具體平臺相關(guān)的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。Java虛擬機(jī)在執(zhí)行字節(jié)碼時，把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機(jī)器指令執(zhí)行。這就是Java的能夠“一次編譯，到處運(yùn)行”的原因。
2. JRE/JDK/JVM是什么關(guān)系？
JRE(JavaRuntimeEnvironment，Java運(yùn)行環(huán)境)，也就是Java平臺。所有的Java 程序都要在JRE下才能運(yùn)行。普通用戶只需要運(yùn)行已開發(fā)好的java程序，安裝JRE即可。
JDK(Java Development Kit)是程序開發(fā)者用來來編譯、調(diào)試java程序用的開發(fā)工具包。JDK的工具也是Java程序，也需要JRE才能運(yùn)行。為了保持JDK的獨(dú)立性和完整性，在JDK的安裝過程中，JRE也是 安裝的一部分。所以，在JDK的安裝目錄下有一個名為jre的目錄，用于存放JRE文件。
JVM(JavaVirtualMachine，Java虛擬機(jī))是JRE的一部分。它是一個虛構(gòu)出來的計算機(jī)，是通過在實際的計算機(jī)上仿真模擬各種計算機(jī)功能來實現(xiàn)的。JVM有自己完善的硬件架構(gòu)，如處理器、堆棧、寄存器等，還具有相應(yīng)的指令系統(tǒng)。Java語言最重要的特點(diǎn)就是跨平臺運(yùn)行。使用JVM就是為了支持與操作系統(tǒng)無關(guān)，實現(xiàn)跨平臺。
3. JVM原理
JVM是java的核心和基礎(chǔ)，在java編譯器和os平臺之間的虛擬處理器。它是一種利用軟件方法實現(xiàn)的抽象的計算機(jī)基于下層的操作系統(tǒng)和硬件平臺，可以在上面執(zhí)行java的字節(jié)碼程序。
java編譯器只要面向JVM，生成JVM能理解的代碼或字節(jié)碼文件。Java源文件經(jīng)編譯成字節(jié)碼程序，通過JVM將每一條指令翻譯成不同平臺機(jī)器碼，通過特定平臺運(yùn)行。
4. JVM執(zhí)行程序的過程
1) 加載.class文件 2) 管理并分配內(nèi)存 3) 執(zhí)行垃圾收集
JRE（java運(yùn)行時環(huán)境）由JVM構(gòu)造的java程序的運(yùn)行環(huán)，也是Java程序運(yùn)行的環(huán)境，但是他同時一個操作系統(tǒng)的一個應(yīng)用程序一個進(jìn)程，因此他也有他自己的運(yùn)行的生命周期，也有自己的代碼和數(shù)據(jù)空間。JVM在整個jdk中處于最底層，負(fù)責(zé)于操作系統(tǒng)的交互，用來屏蔽操作系統(tǒng)環(huán)境，提供一個完整的Java運(yùn)行環(huán)境，因此也就虛擬計算機(jī)。操作系統(tǒng)裝入JVM是通過jdk中Java.exe來完成，通過下面4步來完成JVM環(huán)境：1) 創(chuàng)建JVM裝載環(huán)境和配置 2) 裝載JVM.dll 3) 初始化JVM.dll并掛界到JNIENV(JNI調(diào)用接口)實例4) 調(diào)用JNIEnv實例裝載并處理class類。
5. JVM的生命周期
1) JVM實例對應(yīng)了一個獨(dú)立運(yùn)行的java程序它是進(jìn)程級別
a) 啟動。啟動一個Java程序時，一個JVM實例就產(chǎn)生了，任何一個擁有public static void
main(String[] args)函數(shù)的class都可以作為JVM實例運(yùn)行的起點(diǎn)
b) 運(yùn)行。main()作為該程序初始線程的起點(diǎn)，任何其他線程均由該線程啟動。JVM內(nèi)部有兩種線程：守護(hù)線程和非守護(hù)線程，main()屬于非守護(hù)線程，守護(hù)線程通常由JVM自己使用，java程序也可以表明自己創(chuàng)建的線程是守護(hù)線程
c) 消亡。當(dāng)程序中的所有非守護(hù)線程都終止時，JVM才退出；若安全管理器允許，程序也可以使用Runtime類或者System.exit()來退出
2) JVM執(zhí)行引擎實例則對應(yīng)了屬于用戶運(yùn)行程序的線程它是線程級別的
6. JVM的體系結(jié)構(gòu)
類裝載器（ClassLoader）（用來裝載.class文件）
執(zhí)行引擎（執(zhí)行字節(jié)碼，或者執(zhí)行本地方法）
運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)（方法區(qū)、堆、java棧、PC寄存器、本地方法棧）
7. JVM運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)
第一塊：PC寄存器
PC寄存器是用于存儲每個線程下一步將執(zhí)行的JVM指令，如該方法為native的，則PC寄存器中不存儲任何信息。
第二塊：JVM棧
JVM棧是線程私有的，每個線程創(chuàng)建的同時都會創(chuàng)建JVM棧，JVM棧中存放的為當(dāng)前線程中局部基本類型的變量（java中定義的八種基本類型：boolean、char、byte、short、int、long、float、double）、部分的返回結(jié)果以及Stack Frame，非基本類型的對象在JVM棧上僅存放一個指向堆上的地址。
第三塊：堆（Heap）
它是JVM用來存儲對象實例以及數(shù)組值的區(qū)域，可以認(rèn)為Java中所有通過new創(chuàng)建的對象的內(nèi)存都在此分配，Heap中的對象的內(nèi)存需要等待GC進(jìn)行回收。
（1） 堆是JVM中所有線程共享的，因此在其上進(jìn)行對象內(nèi)存的分配均需要進(jìn)行加鎖，這也導(dǎo)致了new對象的開銷是比較大的
（2） Sun Hotspot JVM為了提升對象內(nèi)存分配的效率，對于所創(chuàng)建的線程都會分配一塊獨(dú)立的空間TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由JVM根據(jù)運(yùn)行的情況計算而得，在TLAB上分配對象時不需要加鎖，因此JVM在給線程的對象分配內(nèi)存時會盡量的在TLAB上分配，在這種情況下JVM中分配對象內(nèi)存的性能和C基本是一樣高效的，但如果對象過大的話則仍然是直接使用堆空間分配
（3） TLAB僅作用于新生代的Eden Space，因此在編寫Java程序時，通常多個小的對象比大的對象分配起來更加高效。
（4） 所有新創(chuàng)建的Object 都將會存儲在新生代Yong Generation中。如果Young Generation的數(shù)據(jù)在一次或多次GC后存活下來，那么將被轉(zhuǎn)移到OldGeneration。新的Object總是創(chuàng)建在Eden Space。
第四塊：方法區(qū)域（Method Area）
（1）在Sun JDK中這塊區(qū)域?qū)?yīng)的為PermanetGeneration，又稱為持久代。
（2）方法區(qū)域存放了所加載的類的信息（名稱、修飾符等）、類中的靜態(tài)變量、類中定義為final類型的常量、類中的Field信息、類中的方法信息，當(dāng)開發(fā)人員在程序中通過Class對象中的getName、isInterface等方法來獲取信息時，這些數(shù)據(jù)都來源于方法區(qū)域，同時方法區(qū)域也是全局共享的，在一定的條件下它也會被GC，當(dāng)方法區(qū)域需要使用的內(nèi)存超過其允許的大小時，會拋出OutOfMemory的錯誤信息。
第五塊：運(yùn)行時常量池（Runtime Constant Pool）
存放的為類中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空間從方法區(qū)域中分配。
第六塊：本地方法堆棧（Native Method Stacks）
JVM采用本地方法堆棧來支持native方法的執(zhí)行，此區(qū)域用于存儲每個native方法調(diào)用的狀態(tài)。
8. JVM垃圾回收
GC (Garbage Collection)的基本原理：將內(nèi)存中不再被使用的對象進(jìn)行回收，GC中用于回收的方法稱為收集器，由于GC需要消耗一些資源和時間，Java在對對象的生命周期特征進(jìn)行分析后，按照新生代、舊生代的方式來對對象進(jìn)行收集，以盡可能的縮短GC對應(yīng)用造成的暫停
（1）對新生代的對象的收集稱為minor GC；
（2）對舊生代的對象的收集稱為Full GC；
（3）程序中主動調(diào)用System.gc()強(qiáng)制執(zhí)行的GC為Full GC。
不同的對象引用類型， GC會采用不同的方法進(jìn)行回收，JVM對象的引用分為了四種類型：
（1）強(qiáng)引用：默認(rèn)情況下，對象采用的均為強(qiáng)引用（這個對象的實例沒有其他對象引用，GC時才會被回收）
（2）軟引用：軟引用是Java中提供的一種比較適合于緩存場景的應(yīng)用（只有在內(nèi)存不夠用的情況下才會被GC）
（3）弱引用：在GC時一定會被GC回收
（4）虛引用：由于虛引用只是用來得知對象是否被GC
對于JVM內(nèi)存配置參數(shù)：
-Xmx10240m -Xms10240m -Xmn5120m -XXSurvivorRatio=3
-Xms：初始堆大小
-Xmn:年輕代大小
-XXSurvivorRatio：年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的大小比值
年輕代5120m， Eden：Survivor=3，Survivor區(qū)大小=1024m（Survivor區(qū)有兩個，即將年輕代分為5份，每個Survivor區(qū)占一份），總大小為2048m。
-Xms初始堆大小即最小內(nèi)存值為10240m
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