java的长处：

  • 解脱了硬件平台解放，实现了一次编写，到处运行的现实
  • 提供了一个绝对平安的内存治理和拜访机制，防止了绝大多数的内存透露和指针越界
  • 实现了热点代码检测和运行时编译及优化，使得java利用能随着运行工夫的减少而取得更高的性能
  • 有一套欠缺的利用程序接口，还有有数商业机构和开源社区的第三方类库

第一局部

Java技术体系

  • java程设计语言
  • 各种硬件平台的java虚拟机
  • Class文件格式
  • java api类库
  • 第三方java类库

JDK ： java程序设计语言，java虚拟机和java api。 是反对java程序开发的最小环境。
JRE ： 把java api类库重的 java SE api子集和java虚拟机这两局部统称为jre。 Jre 是反对java程序经营的规范环境

第二局部 主动内存治理

2 运行时数据区域

2.1 程序计数器

能够看作是以后线程所执行的字节码行号指示器

如果线程正在执行的是一个java办法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码的指令地址；如果正在执行的是Native办法，这个计数器值为空（Undefined）。此内存区域是惟一一个在java虚拟机标准中没有规定任何OOM状况的区域

2.2虚拟机栈

线程公有的，生命周期与线程雷同。
虚拟机栈形容的是java办法执行的内存模型：每个办法在执行时都会创立一个栈帧。用于存储局部变量表、操作数栈、动静链接、办法进口等信息。

局部变量表寄存了编译器可知的各种根本类型（boolean、byte、char、short、int、float、long、double）对象援用（refrence类型，他不等同于对象自身，可能是一个执行对象起始地址的援用指针，也可能是只想一个代表对象的句柄或其余与此对象相干的地位）和returnAddress类型（指向了一条字节码指令的地址）

局部变量表所须要的内存空间在编译期间实现调配，当进入一个办法时，这个办法须要在帧中调配多大的局部变量空间是齐全确定的。

2.3本地办法栈

本地办法栈与虚拟机栈施展的作用相似，不过虚拟机栈为虚拟机执行java办法（也就是字节码）服务，本地办法栈则为虚拟机应用到的Native办法服务。
在虚拟机标准中办法应用的语言、应用的形式与数据结构并没有强制规定，因而具体的虚拟机能够自在实现。
本地办法栈与虚拟机一样也会跑出StackOverflowError 和 OutOfMemoryError

2.3java 堆

java堆是被虽有线程共享的一块内存区域。
此区域的惟一目标就是寄存对象实例。简直所有的对象实例都在这里分配内存。

  • 所有的对象实力以及数组都要在堆上调配，然而随着JIT编译器的倒退和陶艺剖析技术逐步成熟，栈上调配、标亮替换优化技术将会导致一些奥妙的变动，所有的对象都调配在堆上也慢慢变得不那么相对了。

因为当初的收集器根本都采纳粉黛手机算法，所以Java堆还能够细分为：新生代和老年代。
再粗疏一点：

  • Eden
  • From Survivor
  • To Survivor
  • Old
  • Permanent（对于HotSpot）

如果在堆中没有内存实现实例调配，并且堆也无奈再扩大时，将会抛出OutOfMemoryError异样

2.5 办法区

（Method Area） 与堆一样，是各个线程共享的内存区域。用于存储曾经被虚拟机记录的类信息、常量、动态变量、即时编译器编译后的代码等数据。尽管Java虚拟机标准把办法区形容为堆的一个逻辑，然而它却有一个别名叫做Non-heap，目标应该是与Java堆辨别开

仅对于Hotspot虚拟机来说，存在永恒代这个概念。仅仅是因为HotSpot虚拟机设计团队抉择把GC分代手机扩大至办法去，或者应用永恒代实现办法区而已。对于其余虚拟机则不存在永恒代。

对这一区域的内存回收次要是针对常量池的回收和对类型的卸载。

当办法去无奈满足内存调配需要时将抛出OOM异样

2.6 运行时常量池

（Runtime Constant Pool）是办法区的一部分。Class文件中除了有类的范本、字段、办法、接口信息等、还有一项是常量常量池（Constant Pool Table），用于寄存编译期生成的各种字面量和符号援用。

运行时常量池绝对于Class文件常量池的另外一个重要特色是具备动静个性，Java语言并不要求常量肯定只有编译期能力缠身，也就是并非预置入Class文件中常量池的内容能力进入办法区是进入常量池。运行期间可能将新的常量放入池中。

当常量池无奈再申请到内存是会抛出OutOfMemoryError

2.7 间接内存

间接内存（Direct memory） 并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是Java虚拟机标准中定义的区域。然而这部分内存被间接被频繁应用，也可能导致OutOfMemoryError

在JDK1.4中新退出了NIO类，引入了一种基于通道（Channel）与缓冲区（BUffer）的I/O形式，它能够应用Natice函数间接调配堆外内存，而后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的援用进行操作。这样能在一些场景中进步性能，因为防止了Java堆和Native对中的来回复制数据。

3 HotSpot虚拟机探秘

3.1 对象的创立

虚拟机遇到一条new指令时

  • 查看这个指令的参数是否能在常量池中定位一个类的符号援用，并且查看这个符号援用代表的类是否曾经被加载、解析和初始化过。如果没有，则必须执行相应的类加载过程
  • 虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的大小在类加载实现后便能够确定。
对于频繁创建对象的状况，并发时，并不是线程平安的。可能呈现正在给对象A分配内存，还没来得及批改，对象B又同时应用了原来的指针来分配内存。解决这个问题有两种计划1、对于分配内存空间的动作同步解决——实际上，虚拟机采纳CAS配上失败重试保障更新操作的原子性2、另一种是把内存调配的动作依照线程划分在不同的空间之中进行，没喝线程在Java堆中事后调配一小块内存，成为本地线程调配缓冲（Thread Local Allocation Buffer， TLAB）能够通过 -XX:+/-UseTLAB参数来设定
  • 内存调配完后，虚拟机须要将调配到的内存空间都初始化为零值（不包含对象头）
  • 虚拟机对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何能力找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象在GC分代年龄等信息。这些信息寄存在对象头中。依据虚拟机以后的运行状态不同，如是否应用偏差锁等，对象头会有不同的设置形式
  • 下面的工作都实现后，从虚拟机的视角来看，一个新的对象曾经缠身了， 然而从Java程序的角度来看，对象的创立才刚刚开始——<Init>办法还没有执行，所有的字段都还是零。所以，一般来说（由字节码中是否追随有invokespecial指令所决定），执行new指令之后会接着执行<init>办法，把对象进行初始化。这样才真正可用的对象才齐全产生进去