1. Java Virtual Machine
? 人群當中，一位叫java的小伙子正向周圍一眾人群細數著自己取得的榮耀與輝煌，就在此時，c老頭和c++老頭緩步走來，看著被眾人圍住的java，c老頭感嘆地對著身旁的c++說道：“原以為你就可以挑起我的梁子一直走下去的，”
? c++笑著回應道：“江山代有才人出，這世界以后總會是90后甚至00后的天下！”
察覺到c和c++的java連忙走出人群，說道：“兩位前輩謙虛了，這世界可還離不開兩位前輩，我只不過是站在了兩位前輩的肩上罷了，”
? “你這小子可是解決了我們不少的問題啊，像指標、多繼承、記憶體管理......那時，可是有很多程式員對我們抱怨頗深！”c++夸贊道，
? “還有Java Virtual Machine，真的是一個不錯的想法!”一旁的c補充道，
......
Java虛擬機，一直都是都是我們在學習Java的程序中反復提及的一個東西，那么JVM具體是怎樣的呢？請看下圖：
? 簡單說來，JVM的作業就是通過類加載系統將位元組碼檔案加載到記憶體當中去，加載到記憶體當中的資料，就從邏輯上形成了我們看到的圖中的運行時資料區（記憶體模型），
隨后執行引擎操作/調度記憶體模型中資料執行程式，
? 現在看到記憶體模型里面的東西，大家是否有些眼熟呢？現在回想起自己面試時，遇到的JVM面試題是不是全是關于記憶體模型里面的東西，比如：堆疊、堆、Eden、Survivor、GC等等，
2. 舉個小栗子
public class Example{
public int add(){
int a = 3;
int b = 4;
int c = a + b;
return c;
}
public static void main(String[] args){
Example e1 = new Example();
e1.add();
//.......
}
//......
}
? 這個栗子是在干啥，不用多說吧！今天我們就要來慢慢地剝開它，以往剝開吃得太快就沒有什么感覺了，
3. 堆疊
? 堆疊，全稱為Java 虛擬機堆疊，執行緒私有，生命周期和執行緒一致，描述的是 Java 方法執行的記憶體模型：每個方法在執行時都會床創建一個堆疊幀(Stack Frame)用于存盤區域變數表、運算元堆疊、動態鏈接、方法出口等資訊，每一個方法從呼叫直至執行結束，就對應著一個堆疊幀從虛擬機堆疊中入堆疊到出堆疊的程序，
? 怎樣解釋上面的話呢？那就需要開始剝栗子了！刀來（大喝一聲）！
? 當栗子開始執行時，由于只有一個main執行緒，因而JVM只需要為main執行緒分配好堆疊區的記憶體（話句話說如果有多個執行緒，自然就會有多個堆疊區，并且為各自執行緒私有），OK! main繼續執行，就會遇到main()方法，遇到之后呢!JVM又會在堆疊區當中再劃出一個小塊來存放main()方法執行程序的資料，這一小塊區域也就是堆疊幀，main()方法執行程序中又有一個add()方法出現了，同樣地，JVM又會再為add()分配一個堆疊幀，同時壓入到堆疊區，以后再遇到其他方法也是如此，當然，方法在執行完成之后，便會彈出并釋放記憶體，當執行緒中堆疊區的所有方法都回傳之后，程式也就算是執行完畢了，
? 那么堆疊幀又是何許物業？咦，我刀呢？算了，手撕吧，
? 當我們扯開堆疊區，撕開堆疊幀，一不小心，區域變數表、運算元堆疊、動態鏈接、方法出口......嘩啦啦地散落一地，
? 撿起add()堆疊幀的區域變數表和運算元堆疊就可以看到這樣一個畫面，在執行栗子中add()方法中的三行代碼時，區域變數表和運算元堆疊的一個變化程序：首先，執行int a = 3;區域變數表中會分配出一個int區域，表示為a；同時iconst命令使得運算元堆疊中壓入了常量3，然后再由istore命令將3彈出，賦值給區域變數表中a，同樣，int b = 4; 這一行代碼也是如此，然后，int c = a + b;從右往左開始，先執行a + b，也就是iload命令從區域變數中取出a、b對應的值，再將iadd后的值push進運算元堆疊中，剩下的便是int c = 7的操作了，
? 通過上面的栗子，就很容易明白；區域變數表，顧名思義就是存放每個方法中的區域變數（即編譯器可知的各種基本型別(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、物件參考(reference 型別)和 returnAddress 型別(指向了一條位元組碼指令的地址)）所在處，如圖中的a、b，運算元堆疊，也就是存放的就是方法當中的各種運算元的臨時空間，又如栗子中的3、4，
? 動態鏈接：Class檔案的常量池中存在有大量的符號參考,位元組碼中的方法呼叫指令就以指向常量池的參考作為引數，而將部分符號參考在運行期間轉化為直接參考,這種轉化即為動態鏈接，這個解釋當中會涉及到許多概念，比如常量池、符號參考等，要想理解這些概念，就需要去了解class檔案的結構，內容太多就不在這里詳細描述了，
? 方法出口：簡單來說，就是用于標記當前方法執行完成之后，應該回傳到下一條指令執行位置，比如就上面的栗子而言，add()在執行完畢之后，就應該回傳到e1.add()之后繼續執行main()后面的代碼，
4. 堆
? 對于絕大多數應用來說，這塊區域是 JVM 所管理的記憶體中最大的一塊，執行緒共享，主要是用于存放物件實體和陣列，除此之外，堆區還涉及到JVM中一個非常重要的作業--GC（Garbage Collection），
? 從圖中就可以看出堆疊和堆之間的關系，對于new的物件，堆疊中區域變數表只會存放在堆中的地址參考，具體實體變數的空間分配都在堆中，
? 而堆中的記憶體區域又會劃分為年輕代和老年代兩部分，其中一般情況下年輕代占1/3記憶體，老年代占2/3記憶體；年輕代又被劃分為Eden區（伊甸園區）和兩個Survivor區（幸存區），各自分別占年輕代空間的8/10、/1/10、1/10，也就是說如果堆記憶體區域有600M，那么年輕代200M、老年代400M、Eden區160M、S0區20M、S1區20M，
? 這樣劃磁區域的目的是什么呢？這個回答就關系到JVM的GC機制了，
? 首先，程式一開始，所有的實體物件都會生成在Eden區中，當Eden區滿了的時候，這時就會觸發minor gc，jvm使用gc roots的查找方式將非垃圾物件移動（復制演算法）到S0區域中去，并且將Eden區中的其他物件視為垃圾物件，清空Eden區，
? 當實體物件再次充滿Eden區時，又會觸發minor gc；但是這次是將Eden區和S0區中的所有非垃圾物件移動到S1中，并清空Eden區和S0區；同樣下次minor gc時，就是將Eden區和S1區中的非垃圾物件轉移到S0中......當然，這個左手倒右手程序并不是無休止的，在反復minor gc的程序中，每個物件身上還有一個叫做分代年齡的屬性，每次minor gc物件的分代年齡就會加1，當達到15（默認情況）時，這個物件就會被放到老年代中去，成為長期存在的物件，除此之外，還有一種情況，即是當從Eden區復制內容到Survivor區時，復制內容大小超過S0或S1任一區域一半大小，也會直接被放入到老年代中，所以老年代才會需要那么大的區域，不然怎么抗得住這些年輕人這樣搞~~，
? 雖然老年代空間很大，但總會有滿了的時候，這時麻煩的事情就出現了——full gc，在full gc時，jvm會先觸發STW（Stop-The-World），也就是暫停其他所有的java行程，回收整個記憶體模型當中的記憶體資源，從而造成用戶回應超時或者是系統無回應，這對于并發程式比較高的系統（比如秒殺活動）影響程度是極其之大的，
? 通過gc機制，我們就可以得出一個簡單有效的JVM優化辦法，那就是減少full gc的次數，如何減少呢？只需要調整老年代和年輕代的記憶體空間分配使得在minor gc的程序中盡可能的消除大部分的垃圾物件，比如這種java -Xmx3072 -Xms3072M -Xmn2048M -Xss1M
? -Xmx3072M：設定JVM最大可用記憶體為3072M，
? -Xms3072M：設定JVM初始記憶體為3072M，此值可以設定與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配記憶體，
? -Xmn2048M：設定年輕代大小為2G，增大年輕代后，將會減小年老代大小，不過此值對系統性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個堆的3/8，
? -Xss1M：設定每個執行緒的堆疊大小，JDK5.0以后每個執行緒堆疊大小為1M，以前每個執行緒堆疊大小為256K，更具應用的執行緒所需記憶體大小進行調整，在相同物理記憶體下，減小這個值能生成更多的執行緒，
? GC Roots：在上面的gc程序中，我們還提到了JVM是如何判斷垃圾物件的，簡單地來說，就是從gc roots的根出發（即區域變數表中的參考物件），一路沿著參考關系找，凡是能夠被找到的物件都是非垃圾物件，并且會被移動到下一個它應該去的區域中，剩下的物件，會在區域清空時，一同被清理掉而無須關心，
5. 小結
? 除了堆疊、堆之外，還有程式計數器、方法區（元空間）、本地方法堆疊，這些相對比較容易理解，
? 程式計數器：用來記錄當前指令執行完成后下一條指令的位置，由執行引擎來完成相應的修改操作，
? 方法區（元空間）：存放常量、靜態變數、類資訊等，
? 本地方法堆疊：與java虛擬機堆疊類似，不過存放的是native方法執行時的區域變數等資料存放位置，因為native方法一般不是由java語言撰寫的，常見的就是.dll檔案當中的方法（由C/C++撰寫），比如 Thread類中start()方法在運行時就會呼叫到一個start0()方法，查看原始碼時就會看到private native void start0();這個方法就是一個本地方法，本地方法的作用就相當于是一個“介面”，用來連接java和其他語言的介面，
? 另外，對于new出來的物件，無論是在堆疊的區域變數表還是在方法區中的空間中，存放的都只是物件在堆中的地址（參考），具體的空間分配是在堆中，
公眾號：良許Linux
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