JVM宏观认知&&内存结构

JVM宏观认知

1.什么是虚拟机？

虚拟机是一种软件。

可分为系统虚拟机（仿真物理机）和程序虚拟机（执行单个计算机程序，比如JVM）。

2.什么是Java虚拟机（JVM）？

JVM是一种将字节码转化为机器码的软件。（同上）

历经时间的迭代，目前广泛应用的Java虚拟机是Oracle的HotSpot VM。

3.JVM有什么用？

• 理论：加深对Java底层运行机制的了解和认知
• 实践：自定义性能更强的JVM(参数调优)，排查由于Java应用本身导致的线上问题（调优主要是调堆）

JDK的发布版本了解一下

• 1991.4 ：Java语言前身Oak诞生

• 1995.5：Oak语言改名为Java

• 1996.1：JDK1.0发布，代表技术包括JVM，Applet，AWT
  • Applet是一种Java程序，需要嵌入在HTML中解释执行
  • AWT是早期的抽象窗口工具包，目前流行的有Swing，JavaFx

• 1997.2：JDK1.1发布，代表技术有JAR文件格式，JDBC，内部类，反射

• 2002.2：JDK1.4发布，新的技术有正则表达式，NIO，日志类
  • 正则表达式是对字符串操作的一种逻辑格式
  • NIO在IO的基础上增加了缓冲区，是一种非阻塞式的IO模型

• 2004.9：JDK1.5发布,新的技术有自动装箱，泛型，注解，枚举，foreach循环

• 2006.11：Sun公司宣布将Java开源，并建立了OpenJDK组织对源码进行管理。

• 2009.4：Oracle以74亿美元收购Sun公司。

• 2014.3：Oracle发布JDK1.8，新的特性有Lambda表达式，Stream API

• 2017.9：JDK9发布，新特性有模块化系统，可交互的REPL工具，JIT，JVMCI等等

• 2018.3：JDK10发布，新特性包括JEP286局部变量的类型推断，JEP317向G1引入Full GC

• 2018.9：JDK11发布，新特性包括基于嵌套的访问控制，JavaFx被移除【JDK1.8有】

• 2019.3：JDK12发布，新特性有低暂停时间的GC，微基准测试套件，Switch表达式。

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JVM内存结构

JVM内存结构也称为「运行时数据区」。

线程公有：

• Java堆：存放Java实例对象，生命周期和JVM一致
• 方法区：存储已被虚拟机加载的类信息、final修饰的常量、static修饰的静态变量。
• 运行时常量池：是方法区的一部分，存放字面量与符号引用。
  • 字面量可以理解为实际值，int a = 8中的8 和 String a = "hello"中的hello都是字面量
  • 符号引用是一个字符串，对应唯一的类，方法，或者字段。

线程私有：

• 程序计数器：每个线程都有一个程序计数器，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（下一个将要执行的指令代码），由执行引擎读取下一条指令
• 虚拟机栈：描述Java方法执行的过程内存是如何变化的。
  • 每执行一个方法就会往栈中压入一个元素，这个元素叫“栈帧”用于存储局部变量表，栈的出入信息以及方法出口信息等。
  • 生命周期和线程相同，线程结束自动释放内存，不需要垃圾回收。
• 本地方法栈：为虚拟机使用到的Native方法服务。Native底层是C语言编写的，用于和操作系统交互。