JVM原理以及JVM内存管理机制

一、 JVM简介

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM工作原理和特点主要是指操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成, 首先来说一下JVM工作原理中的jdk这个东西, .JVM 在整个jdk中处于最底层,负责于操作系统的交互,用来屏蔽操作系统环境,提供一个完整的Java运行环境,因此也就虚拟计算机. 操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成。

通过下面4步来完成JVM环境.

1.创建JVM装载环境和配置

2.装载JVM.dll

3.初始化JVM.dll并挂界到JNIENV(JNI调用接口)实例

4.调用JNIEnv实例装载并处理class类。

对于JVM自身的物理结构，我们可以从下图了解：

JVM的一个重要的特征就是它的自动内存管理机制，在执行一段Java代码的时候，会把它所管理的内存划分

成几个不同的数据区域，其中包括：

1. 程序计数器，众所周知，JVM的多线程是通过线程轮流切换并

分配CPU执行时间的方式来实现的，那么每一个线程在切换

后都必须记住它所执行的字节码的行号，以便线程在得到CPU 时间时进行恢复，这个计数器用于记录正在执行的字节码指令的地址，这里要强调的是“字节码”，如果执行的是Native方法，那么这个计数器应该为null；

2.

3. Java计算栈，可以说整个Java程序的执行就是一个出栈入栈

的过程，JVM会为每一个线程创建一个计算栈，用于记录线程中方法的调用和变量的创建，由于在计算栈里分配的内存出栈后立即被抛弃，因此在计算栈里不存在垃圾回收，如果线程请求的栈深度大于JVM允许的深度，会抛出StackOverflowError 异常，在内存耗尽时会抛出OutOfMemoryError异常；

4. Native方法栈，JVM在调用操作系统本地方法的时候会使用到

这个栈；

5. Java堆，由于每个线程分配到的计算栈容量有限，对于可能会

占据大量内存的对象，则会被分配到Java堆中，在栈中包含了指向该对象内存的地址；对于一个Java程序来说，只有一个Java堆，也就是说，所有线程共享一个堆中的对象；由于Java堆不受线程的控制，如果在一个方法结束之后立即回收这个方法使用到的对象，并不能保证其他线程是否正在使用该对象；因此堆中对象的回收由JVM的垃圾收集器统一管理，和某一个线程无关；在HotSpot虚拟机中Java堆被划分为三代：o新生代，正常情况下新创建的对象会被分配到新生代，但如果对象占据的内存足够大以致超过了新生代的容量限

制，也可能被分配到老年代；新生代对象的一个特点是最

新、且生命周期不长，被回收的可能性高；

o老年代，除了上述所说的大对象会被直接分配在老年代之外，一个在新生代的对象历经多次垃圾回收之后，也会被

直接拷贝至老年代，当然老年代的容量要比新生代大得多；

o永久代，永久代并不存储对象，而是存储一些JVM加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译后生成的代码等，

JVM也会在内存空间不足的情况下对永久代进行回收；6. 直接内存，自JDK1.4新加入NIO类之后，Java程序便可以使

用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在堆中的DirectByteBuffer对象来对这块内存的引用进行操作；直接内存的容量不受堆容量的限制。