Java 虚拟机

Posted 2020-10-02 吼怠

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 虚拟机相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

# Java 虚拟机

## Java 虚拟机概述和基本概念

### 类加载子系统、方法区、Java堆、直接内存、Java栈、本地方法栈、垃圾回收系统、PC寄存器、执行引擎

+ 类加载子系统：负责从文件系统或者网络中加载 Class 信息，加载的信息存放在一块称之为方法区的内存空间。

+ 方法区：就是存放类信息，常量信息，常量池信息，包括字符串面量和数字常量等。

+ Java 堆：在 Java 虚拟机启动的时候建立 Java 堆，他是 Java 程序最主要的内存工作区域，几乎所有的对象实例都存放到 Java 堆中，堆空间是所有线程共享的。

+ 直接内存：Java 的 NIO 库允许 Java 程序使用直接内存，从而提高性能，通常直接内存速度会优于 Java 堆。读写频繁的场合可能会考虑使用。

+ 每一个虚拟机线程都会有一个私有的栈，一个线程的 Java 栈在线程创建的时候被创建，Java 栈中保存着局部变量、方法参数、同时 Java 的方法调用、返回值等。

+ 本地方法栈和 Java 栈非常类似，最大不同为本地方法栈用于本地方法调用。Java 虚拟机允许 Java 直接调用本地方法（通常使用 C 编写）。

+ 垃圾收集系统是 Java 的核心，也是必不可少的，Java有一套自己的垃圾清理机制，开发人员无需手工清理。

+ PC(Program Counter) 寄存器也是每个线程私有的空间，Java虚拟机会为每个线程创建 PC 寄存器，在任意时刻，一个 Java 线程总是在执行一个方法，这个方法被称为当前方法，如果当前方法不是本地方法，PC 寄存器就会执行当前正在被执行的指令，如果是本地方法，则 PC 寄存器值为 undefined，寄存器存放如当前执行环境指针、程序计数器、操作栈指针、计算的变量指针等信息。

+ 虚拟机最核心的组件就是执行引擎，他负责执行虚拟机的字节码，一般会先进行编译成机器码后执行。

### 堆、栈、方法区的概念和联系

堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放，放在哪

栈解决程序的运行问题，及程序如何执行，或者说如何处理数据

方法区是辅助堆栈的快永久区（Perm），解决堆栈信息产生，是先决条件。

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类信息存放在方法区，

### Java 堆

**Java 堆**是和 **Java 应用程序**关系最密切的内存空间，几乎所有的对象都存放在其中，并且 Java 堆完全是自动化管理的，通过垃圾回收机制，垃圾对象会自动清理，不需要显示的释放。

根据垃圾回收机制的不同，Java 堆可能拥有不同的结构，最为常见的就是将整个堆分为 **新生代** 和 **老年代**。其中新生代存放新生的对象或者年龄不大的对象，老年代则存放老年对象。

新生代分为 eden 区、s0 区、s1 区，s0 和 s1 也被称为 from 和 to 区域。他们是两块**大小相等**并且可以**互换的角色的空间**。

绝大多数的情况，对象**首先**分配在 **eden 区**，在一次新生代回收后，如果**对象还存活**，则会进入 **S0 区或者 S1 区**，之后没经过一个新生代回收，如果对象存活则它的年龄就加1，当对象达到一定的年龄后，则进入老年代。