【1】JDK、JRE、JVM的區別和聯系

• JRE（Java Runtime Environment， Java運行環境）是Java平臺，所有的程式都要在JRE下才能夠運行，包括JVM和Java核心類別庫和支持檔案，

• JDK（Java Development Kit，Java開發工具包）是用來編譯、除錯Java程式的開發工具包，包括Java工具（javac/java/jdb等）和Java基礎的類別庫（java API ），

• JVM（Java Virtual Machine， Java虛擬機）是JRE的一部分，JVM主要作業是解釋自己的指令集（即位元組碼）并映射到本地的CPU指令集和OS的系統呼叫，Java語言是跨平臺運行的，不同的作業系統會有不同的JVM映射規則，使之與作業系統無關，完成跨平臺性，
  

【2】我們寫的.java檔案是怎么執行的 JVM扮演了什么角色？

java檔案通過javac編譯為class檔案，然后通過JVM中的類加載器（ClassLoader）加載到JVM中，最終呼叫系統完成功能，

其實個人理解說得通俗一點就是，JVM將Class檔案翻譯為計算機可以直接執行的機器碼了，

【3】JVM的記憶體劃分

JVM的記憶體大概可以分為兩個部分執行緒共享區、執行緒私有區

• 執行緒共享區：方法區、堆，
• 執行緒私有區：虛擬機堆疊、本地方法堆疊、程式計數器，
  除此之外，還有還有沒經過虛擬化的直接記憶體，也就是沒經過規范化的記憶體，
  
  

各種不同記憶體區的作用如下：

1. 程式計數器

記憶體空間小，執行緒私有，位元組碼解釋器作業是就是通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行指令的位元組碼指令，分支、回圈、跳轉、例外處理、執行緒恢復等基礎功能都需要依賴計數器完成，對于多執行緒的情況下，用于保存現場，此記憶體區域是唯一 一個在 Java 虛擬機規范中沒有規定任何 OutOfMemoryError 情況的區域，

2. 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(StackFrame)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，

3. 本地方法堆疊

區別于 Java 虛擬機堆疊的是，Java 虛擬機堆疊為虛擬機執行 Java 方法(也就是位元組碼)服務，而本地方法堆疊則為虛擬機使用到的 Native 方法服務，也會有 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError例外，

4. Java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，主要是存放物件實體和陣列，內部會劃分出多個執行緒私有的分配緩沖區(Thread Local Allocation Buffer, TLAB)，可以位于物理上不連續的空間，但是邏輯上要連續，

5. 方法區

屬于共享記憶體區域，存盤已被虛擬機加載的類資訊、常量、靜態變數、即時編譯器編譯后的代碼等資料，

下面來介紹幾個記憶體區：

一、Java虛擬機堆疊

一個方法就是一個堆疊幀
一個方法就是一個堆疊幀
一個方法就是一個堆疊幀

1. 虛擬機堆疊在JVM運行程序中存盤當前執行緒運行方法所需的資料，指令、回傳地址， Java 虛擬機堆疊是基于執行緒的，哪怕你只有一個 main()方法，也是以執行緒的方式運行的，
2. 在執行緒的生命周期中，參與計算的資料會頻繁地入堆疊和出堆疊，堆疊的生命周期是和執行緒一樣的，
3. 堆疊里的每條資料，就是堆疊幀，在每個 Java方法被呼叫的時候，都會創建一個堆疊幀，并入堆疊，一旦完成相應的呼叫，則出堆疊，所有的堆疊幀都出堆疊后，執行緒也就結束了，
4. 每個堆疊幀，都包含四個區域：(區域變數表、運算元堆疊、動態連接、回傳地址)

下面是main（）方法呼叫work（）的例子，

• 區域變數表:顧名思義就是區域變數的表，用于存放我們的區域變數的，首先它是一個32位的長度，主要存放我們的Java的八大基礎資料型別，一般32位就可以存放下，如果是64位的就使用高低位占用兩個也可以存放下，如果是區域的一些物件，比如我們的Object物件，我們只需要存放它的一個參考地址即可，
• 操作資料堆疊：存放我們方法執行的運算元的，它就是一個堆疊，先進后出的堆疊結構，運算元堆疊，就是用來操作的，操作的的元素可以是任意的java資料型別，所以我們知道一個方法剛剛開始的時候，這個方法的運算元堆疊就是空的，運算元堆疊運行方法就是JVM一直運行入堆疊/出堆疊的操作
• 動態連接:Java語言特性多型（需要類運行時才能確定具體的方法），
• 回傳地址:正常回傳（呼叫程式計數器中的地址作為回傳）、例外的話（通過例外處理器表<非堆疊幀中的>來確定）

舉個簡單的例子
main呼叫A，A呼叫B，B呼叫C

public static void main(String []args){
	A();
}
public void A(){
	B();
}
public void B(){
	C();
}
public void C(){
	//do something 
}

二、本地方法堆疊

• 本地方法堆疊跟 Java 虛擬機堆疊的功能類似，Java 虛擬機堆疊用于管理 Java函式的呼叫，而本地方法堆疊則用于管理本地方法的呼叫，但本地方法并不是用 Java 實作的，而是由 C 語言實作的，
• 本地方法堆疊是和虛擬機堆疊非常相似的一個區域，它服務的物件是native 方法，你甚至可以認為虛擬機堆疊和本地方法堆疊是同一個區域，
• 虛擬機規范無強制規定，各版本虛擬機自由實作 ，HotSpot直接把本地方法堆疊和虛擬機堆疊合二為一 ，

三、方法區

• 很多開發者都習慣將方法區稱為“永久代”，其實這兩者并不是等價的，
• HotSpot 虛擬機使用永久代來實作方法區，但在其它虛擬機中，例如，Oracle的 JRockit、IBM 的 J9 就不存在永久代一說，因此，方法區只是 JVM 中規范的一部分，可以說，在 HotSpot 虛擬機中，設計人員使用了永久代來實作了 JVM 規范的方法區，
• 方法區主要是用來存放已被虛擬機加載的類相關資訊，包括類資訊、靜態變數、常量、運行時常量池、字串常量池，
• JVM 在執行某個類的時候，必須先加載，在加載類（加載、驗證、準備、決議、初始化）的時候，JVM 會先加載 class 檔案，而在 class 檔案中除了有類的版本、欄位、方法和介面等描述資訊外，還有一項資訊是常量池 (Constant Pool Table)，用于存放編譯期間生成的各種字面量和符號參考，
• 字面量包括字串（String a=“b”）、基本型別的常量（final 修飾的變數），符號參考則包括類和方法的全限定名（例如 String 這個類，它的全限定名就是 Java/lang/String）、欄位的名稱和描述符以及方法的名稱和描述符，
• 而當類加載到記憶體中后，JVM 就會將 class 檔案常量池中的內容存放到運行時的常量池中；在決議階段，JVM 會把符號參考替換為直接參考（物件的索引值），
• 例如，類中的一個字串常量在 class 檔案中時，存放在 class 檔案常量池中的；在 JVM 加載完類之后，JVM 會將這個字串常量放到運行時常量池中，并在決議階段，指定該字串物件的索引值，運行時常量池是全域共享的，多個類共用一個運行時常量池，class 檔案中常量池多個相同的字串在運行時常量池只會存在一份，
• 方法區與堆空間類似，也是一個共享記憶體區，所以方法區是執行緒共享的，假如兩個執行緒都試圖訪問方法區中的同一個類資訊，而這個類還沒有裝入 JVM，那么此時就只允許一個執行緒去加載它，另一個執行緒必須等待，在 HotSpot 虛擬機、Java7 版本中已經將永久代的靜態變數和運行時常量池轉移到了堆中，其余部分則存盤在 JVM 的非堆記憶體中，而 Java8 版本已經將方法區中實作的永久代去掉了，并用元空間（class metadata）代替了之前的永久代，并且元空間的存盤位置是本地

四、堆

• 堆是 JVM 上最大的記憶體區域，我們申請的幾乎所有的物件，都是在這里存盤的，我們常說的垃圾回收，操作的物件就是堆，
• 堆空間一般是程式啟動時，就申請了，但是并不一定會全部使用，
• 隨著物件的頻繁創建，堆空間占用的越來越多，就需要不定期的對不再使用的物件進行回收，這個在 Java 中，就叫作 GC（Garbage Collection），
• 那一個物件創建的時候，到底是在堆上分配，還是在堆疊上分配呢？這和兩個方面有關：物件的型別和在 Java 類中存在的位置，
  Java 的物件可以分為基本資料型別和普通物件，
  對于普通物件來說，JVM 會首先在堆上創建物件，然后在其他地方使用的其實是它的參考，比如，把這個參考保存在虛擬機堆疊的區域變數表中，
  對于基本資料型別來說（byte、short、int、long、float、double、char)，有兩種情況，當你在方法體內宣告了基本資料型別的物件，它就會在堆疊上直接分配，其他情況，都是在堆上分配，