Jvm常识

引言: 浅谈理解 若有错欢迎大家及时纠正

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JVM是什么:

Java Virtual Machine（Java虚拟机)的缩写用来模拟计算单元, 将.class字节码文件转成计算机能够识别的指令

是一个虚构出来的计算机, 通过实际的计算机来模拟各种计算机的功能
我们都知道Java的重要特点之一 就是跨平台操作 而这则是 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  一次编译到处执行 ! 爽歪歪

先来思考一个问题 如果给你一个 .class文件 怎么让他运行起来 大体流程如下 ↓

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方法区,堆内存,栈内存 这些都不陌生了 但这个类加载器怎么理解呢 ?

补充
方法区: 跟堆一样，被所有的线程共享。方法区包含所有的class 和 常量 永远唯一的
堆内存: 存放所有new出来的对象
栈内存(虚拟机栈): 具体的一些方法

JVM类加载机制

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1）Bootstrap ClassLoader

负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的 class，由 C++ 实现，不是 ClassLoader 子类。

2）Extension ClassLoader

负责加载Java平台中扩展功能的一些 jar 包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的 jar 包。

3）App ClassLoader

负责加载 classpath 中指定的 jar 包及目录中 class。

4）Custom ClassLoader

属于应用程序根据自身需要自定义的 ClassLoader，如 Tomcat、jboss 都会根据 J2EE 规范自行实现 ClassLoader。

类加载器加载顺序

加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从 Custom ClassLoader 到 BootStrap ClassLoader 逐层检查，只要某个 Classloader 已加载就视为已加载此类，保证此类只所有 ClassLoader 加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

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代码验证

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        System.out.println(loader);
        System.out.println(loader.getParent());
        System.out.println(loader.getParent().getParent());
    }
}

在获取ExtClassLoader的父loader的时候出现了null，这是因为Bootstrap Loader（引导类加载器）是用C++语言实现的，找不到一个确定的返回父Loader的方式，于是就返回null。

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JVM内存模型

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方法区

方法区和java堆一样，是线程共享的区域；

方法区的作用的就是用来存储：已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等；

而且方法区还有另一种叫法：【非堆】，也有人给方法区叫做永久代

当方法区存储信息过大时候，也就是无法满足内存分配的时候报错。

4.1.1.1 运行时常量池

运行时常量池是方法区中的一部分，主要是用来存放程序编译期生成的各种字面量和符号引用，也就是在类加载之后会进入方法区的运行时常量池中存放

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Java堆

Java堆是Java虚拟机管理内存最大的一块区域；并且Java堆是被所有线程共享的一块内存区域（最大的区域）；

对于堆内存唯一的目的就是用来存放对象实例的，而且几乎所有的对象实例都是堆内存中分配的内存（可能会有一些对象逃逸分析技术会导致对象实例不是在Java堆中进行内存分配的）

经常会听到一些程序说“调优”，其中调优的95%部分都是在跟Java堆有关系的；

因为Java堆是垃圾收集器管理的主要区域；

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虚拟机栈

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程序员经常说“堆栈”，其中的栈就是虚拟机栈，更确切的说，大家谈的栈是虚拟机中的局部变量表部分；

虚拟机栈描述的是：Java方法执行的内存模型；（说白了就是：虚拟机栈就是用来存储：

局部变量、操作栈、动态链表、方法出口这些东西；这些东西有个特点：都是线程私有的，所以虚拟机栈是线程私有的）

因为虚拟机栈是私有的，当线程调用某一个方法再到这个方法执行结束；其实就是对应着一个栈帧在虚拟机入栈到出栈的过程；

对于虚拟机栈可能出现的异常有两种：

1：如果线程请求的栈深度大于虚拟机栈允许的最大深度，报错：StackOverflowError

（这种错误经常出现在递归操作中，无限制的反复调用方法，最终导致压栈深度超过虚拟机允许的最大深度，就会报错）

2：java的虚拟机栈可以进行动态扩展，但随着扩展会不断的申请内存，当无法申请足够内存的时候就会报错：OutOfMemoryError

本地方法栈

本地方法栈（Native Method Stacks）与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是**为虚拟机使用到的Native方法服务(比如C语言写的程序和C++写的程序)

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直接内存

直接内存（Direct Memory）并不是运行时数据区中的部分；但是这块儿往往会被大多数程序员忽略，不小心也会导致OOM的错误；

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原始的socket IO

这是因为在JDK1.4之前java操作数据过程中使用的IO操作是原始的socket IO

传统的IO，通过socket的方式发送给服务端，需要干些什么事情：

1、先把文件读到操作系统的缓存当中

2、再把操作系统的缓存中内容读到应用中

3、再从应用的缓存当中读到发送的socket缓存当中

4、在从socket缓存当中把数据发出去

总共做了4次的拷贝。

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NIO

NIO比较传统IO的话，系统中的buffer不再需要拷贝给应用了

而是read buffer 直接拷贝给socket buffer

我们的应用只需要在两个buffer之间建立一个管道的

这样省略了两次的copy。速度就快了很多

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NIO可以直接使用Native（本地方法栈）函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer对象作为堆外内存的引用进行操作；

所以有时候程序员在分配内存时候经常会忽略掉直接内存。导致各个区域的内存总和大于物理内存限制，然后OOM。

4.2 JVM线程安全

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JVM内存溢出

Java堆溢出

Java虚拟机栈溢出

Java方法区溢出

GC 垃圾回收机制

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Java 1.7 版本 使用回收器为   Parallel Scavenge收集器 + CMS 收集器
Java 1.8 版本 使用回收器 G1
若不是很清楚  前往链接 [https://www.jianshu.com/p/1bc9a0e552ce](https://www.jianshu.com/p/1bc9a0e552ce)