• JVM原理

JVM原理

1. java自动管理堆（heap）和（栈），程序员不能直接的设置堆和栈。

2. 在操作系统中

   • 堆：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式类似于链表。
   • 栈：由操作系统自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量值等。操作方式与数据结构中的栈相类似

   GC机制：在jvm中，程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈都是随线程而生随线程而灭，栈帧随着方法的进入和退出做入栈和出栈操作，实现了自动的内存清理。所以，内存垃圾回收主要集中于 java 堆和方法区中，在程序运行期间，这部分内存的分配和使用都是动态的。

   如果jvm放在栈中，java的一个null对象就很难确定会被谁回收了。要对栈做到自动释放也是jvm需要考虑的，所以需要放在堆中，动态分配和使用。

   GC垃圾回收机制不是创建的变量为空是就被立刻回收，而是超出变量的作用域后就被自动回收。

3. 堆和方法区

   特性	堆	方法区
   存储内容	对象实例、数组	类元信息(构造方法/接口定义)、静态变量、方法字节码、常量
   线程共享	是	是
   GC 影响	是 GC 主要处理区域	受 GC 管理，但优先级较低
   实现方式	直接由 JVM 管理	永久代（JDK 7 及以前）、元空间（JDK 8 及以后）
   大小限制	通过 -Xms 和 -Xmx 设置	通过 -XX:MetaspaceSize 设置

   方法区仅仅只是逻辑上的独立，实际上还是包含在Java堆中，永久区（Permanent Generation）就是方法区的实现。

4. jvm虚拟机位于操作系统的堆中，程序员写好的类加载到虚拟机执行的过程是：

   • Java 中的类加载由 类加载器（ClassLoader） 负责，classLoader启动于jvm中的堆，去主机硬盘或网络上将A.class文件装载到jvm的方法区，生成与该类相关的类元信息。
   • JVM 会在 堆中 为该类生成一个 Class 对象，这个对象是对方法区中类元信息（A字节码的内存文件）的引用，用于程序运行时访问这些元信息。程序在运行时通过 Class 对象 反射访问类的信息。（我们看到的就是 对象.属性）
   • 方法区中的类元数据还需要记录它是由哪个 ClassLoader 加载的。有助于 JVM 管理类的加载和卸载，因为不同的类加载器可以加载同名的类而不冲突。

5. java虚拟机的生命周期：一个java应用main函数启动时虚拟机也同时被启动，当在虚拟机实例中的所有非守护线程都结束时，java虚拟机实例才结束生命。

   • 守护线程和非守护线程。守护线程通常是由虚拟机自己使用的，比如执行垃圾收集任务的线程（比如虚拟机的GC）。 但是，Java程序也可以把它创建的任何线程标记为守护线程。而Java程序中的初始线程-就是开始于main()的那个是非守护线程。 只要还有任何非守护线程在运行，那么这个Java程序也在继续运行(虚拟机仍然存活)。当程序中的所有的非守护线程都终止时，虚拟机实例自动退出。

6. java虚拟机与main方法的关系：启动了几个main函数就启动了几个java应用，同时也启动了几个java的虚拟机。

7. 程序在jvm运行的流程：当一个程序启动之前，它的class会被类装载器装入方法区，执行引擎读取方法区的字节码自适应解析，边解析就边运行（其中一种方式），然后pc寄存器指向了main函数所在位置，虚拟机开始为main函数在java栈中预留一个栈帧（每个方法都对应一个栈帧），然后开始跑main函数，main函数里的代码被执行引擎映射成本地操作系统里相应的实现，然后调用本地方法接口，本地方法运行的时候，操纵系统会为本地方法分配本地方法栈，用来储存一些临时变量，然后运行本地方法，调用操作系统API等等。

   

8. jdk，jre，JVM的关系：JDK(Java Development Kit) 是 Java 语言的软件开发工具包(SDK)。在JDK的安装目录下有一个jre目录，里面有两个文件夹bin和lib，在这里可以认为bin里的就是jvm，lib中则是jvm工作所需要的类库，而jvm和 lib合起来就称为jre。

JVM先了解这么多，下一篇步入正题。ClassLoader

图片来源：[ClassLoader · 攻击Java Web应用-Java Web安全]