JVM内存模型体系结构（更新）教程
JVM内存模型
JVM内存模型
框架图：
过程：首先通过编译器把 Java 代码转换成字节码，类加载器（ClassLoader） 再把字节码加载到内存中，将其放在运行时数据区（Runtime data area）的方法区内，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交给底层操作 系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将 字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他 语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。
JVM包含两个子系统和两个组件，两个子系统为Class loader(类装载)、 Execution engine(执行引擎)；两个组件为Runtime data area(运行时数据 区)、Native Interface(本地接口)。
- Class loader(类装载)：根据给定的全限定名类名(如： java.lang.Object)来装载class文件到Runtime data area中的method area。
- Execution engine（执行引擎）：执行classes中的指令。
- Native Interface(本地接口)：与native libraries交互，是其它编程语 言交互的接口。
- Runtime data area(运行时数据区域)：这就是我们常说的JVM的内 存。
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类加载过程
类加载过程：加载>连接>初始化。连接过程⼜可分为三步:验证>准备>解析。
过程：
- 通过全类名获取定义此类的⼆进制字节流
- 将字节流所代表的静态存储结构转换为⽅法区的运⾏时数据结构
- 在内存中⽣成⼀个代表该类的 Class 对象,作为⽅法区这些数据的访问⼊⼝
面试拓展：
知道哪些类加载器?
JVM 中内置了三个重要的 ClassLoader，除了 BootstrapClassLoader 其他类加载器均由 Java 实现且
全部继承⾃ java.lang.ClassLoader ：
- ClassLoader(启动类加载器) ：最顶层的加载类，由C++实现，负责加载
%JAVA\_HOME%/lib ⽬录下的jar包和类或者或被 -Xbootclasspath 参数指定的路径中的所
有类。 - ExtensionClassLoader(扩展类加载器) ：主要负责加载⽬录 %JRE\_HOME%/lib/ext ⽬录下
的jar包和类，或被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径下的jar包。 - AppClassLoader(应⽤程序类加载器) :⾯向我们⽤户的加载器，负责加载当前应⽤classpath下
的所有jar包和类。
双亲委派
双亲委派
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运行时数据区
Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把它所管理的内存区域划分为若干个 不同的数据区域。**这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有些区域 随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则是依赖线程的启动和结束而建立和销 毁。Java 虚拟机所管理的内存被划分为如下几个区域：
不同虚拟机的运行时数据区可能略微有所不同，但都会遵从 Java 虚拟机规范， Java 虚拟机规范规定的区域分为以下 5 个部分：
- 程序计数器（Program Counter Register）：当前线程所执行的字节码的行号 指示器，字节码解析器的工作是通过改变这个计数器的值，来选取下一条需要执行的 字节码指令，分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能，都需要依赖这个 计数器来完成；
- Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：Java虚拟机栈不存在垃圾回收，线程结束栈over保存栈针，保存8大变量+对象引用+实例方法； 下图为虚拟机栈中内容。
- 本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈的作用是一样的，只不过虚 拟机栈是服务Java 方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用 Native 方法服务的；
- Java 堆（Java Heap）：Java 虚拟机中内存大的一块，是被所有线程共享的，存放类、方法与常量。分为三个部分新生区、老年区以及永久区（1.8后改为元空间），GC主要发生在新生区以及老年区；
- 方法区（Methed Area）：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译后的代码等数据。
面试拓展：
Java虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有。
OMM问题：内存满了。解决措施扩大JVM内存，如还出现OOM则说明代码有问题，分析内存。
本地方法栈中native关键字（联系volatile关键字的调用），凡是带了Java关键字的，说明java范围达不到，进入本地方法栈，调用本地方法库，拓展C++使用，融合不同的语言，JIN(本地方法接口)。
例如:
对象
对象的创建、分配内存、定位
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执行引擎
垃圾回收器（GC）
垃圾回收