Java Virtual Machine(Java 虚拟机)

一次编译，到处运行：

平台的无关性，引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行

jvm.png

JAVA代码编译和执行过程:

  1. 1、Java代码编译是由Java源码编译器来完成-->生成字节码
  3. 2、Java字节码是由JVM执行引擎完成

Java代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重要的机制：

  1. **1、Java源码编译机制**：<br />Java 源码编译由以下三个过程组成：分析和输入到符号表、注解处理、语义分析和生成class文件
  3.     最后生成的class文件由以下部分组成：<br />        结构信息: 包括class文件格式、版本号及各部分的数量与大小的信息<br />        元数据: 对应于Java源码中声明与常量的信息。包含类/继承的超类/实现的接口的声明信息、域与方法声明信息和常量池
  5.     方法信息: 对应Java源码中语句和表达式对应的信息。包含字节码、异常处理器表、求值栈与局部变量区大小、求值栈的类型记录、调试符号信息。
  7. **2、类加载机制：**bootstrap classloader、extension classloader、appClassLoader、customClassLoader
  9.     自底向上判断是否类已经被加载、自顶向下尝试加载类（双亲委派）
  11. **3、类执行机制：**
  13. JVM是基于栈的体系结构来执行class字节码的。
  15. 线程创建后，都会产生程序计数器（PC）和栈（Stack）。
  17. 程序计数器存放下一条要执行的指令在方法内的偏移量；
  19. 栈中存放一个个栈帧，每个栈帧对应着每个方法的每次调用，而栈帧又是有**局部变量区和操作数栈**两部分组成，局部变量区用于存放方法中的**局部变量和参数**，操作数栈中用于存放**方法执行过程中产生的中间结果**。栈的结构如下图所示：

stack.png

JVM内存管理和垃圾回收:
  1. **JVM内存组成结构：**堆、栈、本地方法栈、方法区
  3. 1、堆:所有被new出来的对象的内存都会在堆中分配。堆的大小可以通过-Xmx 和 -Xms来控制。
  5.     堆被划分为：新生代、旧生代。新生代进一步被划分为Eden、survivor区，最后survivor区由fromSpace、 toSpace组成。

新生代。新建的对象都是用新生代分配内存，Eden空间不足的时候，会把存活的对象转移到Survivor中，新生代大小可以由-Xmn来控制，也可以用-XX:SurvivorRatio来控制Eden和Survivor的比例
旧生代。用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象。

持久带（Permanent Space）实现方法区，主要存放所有已加载的类信息，方法信息，常量池等等。可通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来指定持久带初始化值和最大值。Permanent Space并不等同于方法区，只不过是Hotspot JVM用Permanent Space来实现方法区而已，有些虚拟机没有Permanent Space而用其他机制来实现方法区。

stackParam.png

参考链接：