1. JVM简介

虚拟机简介 ：JVM(Java Virtual Machine的简称，意为Java虚拟机)

虚拟机 ：指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运行在一个完全隔离的环境中的完整计算机系统

常见的虚拟机 ：JVM、VMwave、Virtual Box

PS： Java虚拟机并不是只能跑Java程序，只要是符合JVM的运行规范的语言，在编译后都可由JVM来解释执行，如Scala、Kotlin、JRuby等。

Java虚拟机特点：

• 一次编译，到处运行

• 自动内存管理

• 自动垃圾回收功能

2. JVM内存区域划分

JVM内存区域划分 ---- 6大区域

线程私有内存

程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈

什么是线程私有?

由于JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现，因此在任何一个确定的时刻，一个处理器(多核处理器则指的是一个内核)都只会执行一条线程中的指令。因此为了切换线程后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要独立的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独立存储。我们就把类似这类区域称之为"线程私有"的内存。

线程私有 ：

• 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈的生命周期与线程的生命周期完全相同；
• 随着线程的创建而创建，随着线程的销毁而回收.
• 不同线程这三块内存彼此隔离.

I. 程序计数器 :

程序计数器是一块比较小的内存空间，可以看做是当前线程所执行的程序的行号指示器

程序计数器内存区是JVM中唯一 一个没有规定任何OOM(Out-Of-MemoryError)异常的区域！

• 如果当前线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；
• 若执行的是native方法，计数器值为0

微机原理 中断响应 (opens new window)

我们来回顾一下CPU对中断的响应 ：

大二上学期学的微机原理，早忘光了

这里的程序计数器就类似于保留现场、保护断点这一操作，当CPU响应中断时，会把断点记录在一个寄存器中，转而去响应中断. 而在JVM中，程序计数器充当了这一角色，我们就把程序计数器存放数据的这一区域称之为"线程私有"内存.

II. 虚拟机栈 ：

虚拟机栈描述的是Java ==方法执行的内存模型==

• 每个方法执行的同时都会创建一个栈帧用于存储==局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口==等信息

• 每一个方法从调用到执行完成的过程，就对应一个栈帧在虚拟机栈中入栈和出栈的过程

局部变量表 : 存放了编译器可知的各种基本数据类型(8大基本数据类型)、对象引用

• -Xss设置栈容量

此区域一共会产生以下两种异常 :

1. 如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度(-Xss设置栈容量)，将会抛出StackOverFlowError异常
2. 虚拟机在==动态扩容==时无法申请到足够的内存，会抛出OOM(OutOfMemoryError)异常

OOM产生的原因：

内存泄露 ：参生的对象永远无法被垃圾回收器回收

内存溢出 ：当前堆的空间过小，没有足够空间容纳新的对象（适当的将堆的大小适当扩大）

III. 本地方法栈

native方法的内存模型

HotSpot : (Java默认的虚拟机) 本地方法栈与虚拟机栈合二为一

线程共享内存

线程共享 ： 所有线程共享Java堆、方法区、运行时常量池这三块内存，彼此不隔离

I. Java堆

• Java堆(Java Heap)是JVM所管理的最大内存区域，所有的对象实例以及数组都要在堆上分配
• Java堆是==垃圾回收器==的主要区域(GC堆)，Java堆可以处在物理上不连续的内存空间中
• Java堆在虚拟机中都是可扩展的(-Xmx设置堆的最大值,-Xms设置最小值)
• 堆中没有足够的内存完成实例分配且堆无法再拓展时，会抛出OOM异常

JVM产生OOM的原因：

• 栈：虚拟机在动态扩容时无法申请到足够的内存
• 堆：堆中没有足够的内存完成实例分配且堆无法再拓展时

II. 方法区

• 存储 被JVM加载的类信息、常量、静态变量、编译后的代码等.
• 方法区也被称为"永久代"(JDK8已经被元空间取代)

III. 运行时常量池

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 : 字符串、final常量、基本数据类型的值(直接写出来的值)

符号引用 : 拿着符号引用能够找到具体的类或方法

下一节 ： JVM(二)垃圾回收器与内存分配策略 (opens new window)