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1. Java Virtual Machine
人群当中，一位叫 java 的小伙子正向四周一众人群细数着本人获得的光荣与辉煌。就在此时，c 老头和 c ++ 老头缓步走来，看着被众人围住的 java，c 老头感叹地对着身旁的 c ++ 说道：“原以为你就能够挑起我的梁子始终走上来的。”
c++ 笑着回应道：“江山代有才人出，这世界当前总会是 90 后甚至 00 后的天下！”
察觉到 c 和 c ++ 的 java 连忙走出人群，说道：“两位前辈虚心了，这世界可还离不开两位前辈，我只不过是站在了两位前辈的肩上罢了。”
“你这小子可是解决了咱们不少的问题啊，像指针、多继承、内存治理 …… 那时，可是有很多程序员对咱们埋怨颇深！”c++ 夸赞道。
“还有 Java Virtual Machine，真的是一个不错的想法!”一旁的 c 补充道。
……
Java 虚拟机，始终都是都是咱们在学习 Java 的过程中重复提及的一个货色，那么 JVM 具体是怎么的呢？请看下图：
简略说来，JVM 的工作就是通过类加载零碎将字节码文件加载到内存当中去，加载到内存当中的数据，就从逻辑上造成了咱们看到的图中的运行时数据区（内存模型），
随后执行引擎操作 / 调度内存模型中数据执行程序。
当初看到内存模型外面的货色，大家是否有些眼生呢？当初回想起本人面试时，遇到的 JVM 面试题是不是全是对于内存模型外面的货色。比方：栈、堆、Eden、Survivor、GC 等等。
2. 举个小栗子
public class Example{public int add(){
int a = 3;
int b = 4;
int c = a + b;
return c;
}
public static void main(String[] args){Example e1 = new Example();
e1.add();
//.......
}
//......
} 这个栗子是在干啥，不必多说吧！明天咱们就要来缓缓地剥开它，以往剥开吃得太快就没有什么感觉了。
3. 栈
栈，全称为 Java 虚拟机栈，线程公有，生命周期和线程统一。形容的是 Java 办法执行的内存模型：每个办法在执行时都会床创立一个栈帧 (Stack Frame) 用于存储 局部变量表 、 操作数栈 、 动静链接 、 办法进口 等信息。每一个办法从调用直至执行完结，就对应着一个栈帧从虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
怎么解释下面的话呢？那就须要开始剥栗子了！刀来（大喝一声）！
当栗子开始执行时，因为只有一个 main 线程，因此 JVM 只须要为 main 线程调配好栈区的内存（话句话说如果有多个线程，天然就会有多个栈区，并且为各自线程公有）。OK! main 继续执行，就会遇到 main()办法，遇到之后呢!JVM 又会在栈区当中再划出一个小块来寄存 main()办法执行过程的数据，这一小块区域也就是栈帧。main()办法执行过程中又有一个 add()办法呈现了，同样地，JVM 又会再为 add()调配一个栈帧，同时压入到栈区，当前再遇到其余办法也是如此。当然，办法在执行实现之后，便会弹出并开释内存，当线程中栈区的所有办法都返回之后，程序也就算是执行结束了。
那么栈帧又是何许物业？咦，我刀呢？算了，手撕吧。
当咱们撕开栈区，撕开栈帧，一不小心，局部变量表、操作数栈、动静链接、办法进口 …… 哗啦啦地散落一地。
捡起 add()栈帧的局部变量表和操作数栈就能够看到这样一个画面，在执行栗子中 add()办法中的三行代码时，局部变量表和操作数栈的一个变动过程：首先，执行 int a = 3; 局部变量表中会调配出一个 int 区域，示意为 a；同时 iconst 命令使得操作数栈中压入了常量 3，而后再由 istore 命令将 3 弹出，赋值给局部变量表中 a。同样，int b = 4; 这一行代码也是如此。而后，int c = a + b;从右往左开始，先执行 a + b，也就是 iload 命令从局部变量中取出 a、b 对应的值，再将 iadd 后的值 push 进操作数栈中，剩下的便是int c = 7 的操作了。
通过下面的栗子，就很容易明确；局部变量表，顾名思义就是寄存每个办法中的局部变量（即编译器可知的各种根本类型 (boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象援用(reference 类型) 和 returnAddress 类型(指向了一条字节码指令的地址)）所在处，如图中的 a、b。操作数栈，也就是寄存的就是办法当中的各种操作数的长期空间，又如栗子中的 3、4。
动静链接：Class 文件的常量池中存在有大量的符号援用, 字节码中的办法调用指令就以指向常量池的援用作为参数，而将局部符号援用在运行期间转化为间接援用, 这种转化即为 动静链接。这个解释当中会波及到许多概念，比方常量池、符号援用等，要想了解这些概念，就须要去理解 class 文件的构造，内容太多就不在这里详细描述了。
办法进口：简略来说，就是用于标记以后办法执行实现之后，应该返回到下一条指令执行地位。比方就下面的栗子而言，add()在执行结束之后，就应该返回到 e1.add()之后继续执行 main()前面的代码。
4. 堆
对于绝大多数利用来说，这块区域是 JVM 所治理的内存中最大的一块。线程共享，次要是用于寄存对象实例和数组。除此之外，堆区还波及到 JVM 中一个十分重要的工作 –GC（Garbage Collection）。
从图中就能够看出栈和堆之间的关系，对于 new 的对象，栈中局部变量表只会寄存在堆中的地址援用，具体实例变量的空间调配都在堆中。
而堆中的内存区域又会划分为年老代和老年代两局部，其中个别状况下年老代占 1 / 3 内存，老年代占 2 / 3 内存；年老代又被划分为 Eden 区（伊甸园区）和两个 Survivor 区（幸存区），各自别离占年老代空间的 8 /10、/1/10、1/10。也就是说如果堆内存区域有 600M，那么年老代 200M、老年代 400M、Eden 区 160M、S0 区 20M、S1 区 20M。
这样划分区域的目标是什么呢？这个答复就关系到 JVM 的 GC 机制了。
首先，程序一开始，所有的实例对象都会生成在 Eden 区中，当 Eden 区满了的时候，这时就会触发 minor gc，jvm 应用 gc roots 的查找形式将 非垃圾对象挪动（复制算法）到 S0 区域中去，并且将 Eden 区中的其余对象视为垃圾对象，清空 Eden 区。
当实例对象再次充斥 Eden 区时，又会触发 minor gc；然而这次是将 Eden 区 和S0 区中的所有非垃圾对象挪动到 S1 中，并清空 Eden 区和 S0 区；同样下次 minor gc 时，就是将 Eden 区和 S1 区中的非垃圾对象转移到 S0 中 …… 当然，这个左手倒右手过程并不是无休止的。在重复 minor gc 的过程中，每个对象身上还有一个叫做分代年龄的属性，每次 minor gc 对象的分代年龄就会加 1，当达到 15（默认状况）时，这个对象就会被放到老年代中去，成为长期存在的对象。除此之外，还有一种状况，即是当从 Eden 区复制内容到 Survivor 区时，复制内容大小超过 S0 或 S1 任一区域一半大小，也会间接被放入到老年代中，所以老年代才会须要那么大的区域，不然怎么抗得住这些年轻人这样搞~~。
尽管老年代空间很大，但总会有满了的时候，这时麻烦的事件就呈现了——full gc。在 full gc 时，jvm 会先触发 STW（Stop-The-World），也就是暂停其余所有的 java 过程，回收整个内存模型当中的内存资源，从而造成用户响应超时或者是零碎无响应，这对于并发程序比拟高的零碎（比方秒杀流动）影响水平是极其之大的。
通过 gc 机制，咱们就能够得出一个简略无效的 JVM 优化方法，那就是缩小 full gc 的次数，如何缩小呢？只须要调整老年代和年老代的内存空间调配使得在 minor gc 的过程中尽可能的打消大部分的垃圾对象。比方这种java -Xmx3072 -Xms3072M -Xmn2048M -Xss1M
-Xmx3072M：设置 JVM 最大可用内存为 3072M。
-Xms3072M：设置 JVM 初始内存为 3072M。此值能够设置与 -Xmx 雷同，以防止每次垃圾回收实现后 JVM 从新分配内存。
-Xmn2048M：设置年老代大小为 2G。增大年老代后，将会减小年轻代大小。不过此值对系统性能影响较大，Sun 官网举荐配置为整个堆的 3 /8。
-Xss1M：设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0 当前每个线程堆栈大小为 1M，以前每个线程堆栈大小为 256K。更具利用的线程所需内存大小进行调整。在雷同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。
GC Roots：在下面的 gc 过程中，咱们还提到了 JVM 是如何判断垃圾对象的。简略地来说，就是从 gc roots 的根登程（即局部变量表中的援用对象），一路沿着援用关系找，但凡可能被找到的对象都是非垃圾对象，并且会被挪动到下一个它应该去的区域中。剩下的对象，会在区域清空时，一起被清理掉而无须关怀。
5. 小结
除了栈、堆之外，还有程序计数器、办法区（元空间）、本地办法栈，这些绝对比拟容易了解。
程序计数器：用来记录以后指令执行实现后下一条指令的地位，由执行引擎来实现相应的批改操作。
办法区（元空间）：寄存常量、动态变量、类信息等。
本地办法栈：与 java 虚拟机栈相似，不过寄存的是 native 办法执行时的局部变量等数据寄存地位。因为 native 办法个别不是由 java 语言编写的，常见的就是 .dll 文件当中的办法（由 C /C++ 编写），比方 Thread 类中 start() 办法在运行时就会调用到一个 start0() 办法，查看源码时就会看到 private native void start0(); 这个办法就是一个本地办法。本地办法的作用就相当于是一个“接口”，用来连贯 java 和其余语言的接口。
另外，对于 new 进去的对象，无论是在栈的局部变量表还是在办法区中的空间中，寄存的都只是对象在 堆中的地址（援用），具体的空间调配是在堆中。
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