JVM-概述和内存区域

JVM的优势
- Java的跨平台性
- JVM跨语言
  - 举个例子
JVM整体结构
Hotspot中方法区的变动
- JDK6
- JDK7
- JDK8
参考资料

JVM的优势

Java的跨平台性

一次编译，到处运行

JVM跨语言

举个例子

将groovy编译之后的class文件用jvm运行

先配置好groovy环境

新建HelloWorld.groovy

class HelloWorld {

   static main(args) {

      println "hello groovy...";

   }

}

将其编译成class文件
```
groovyc HelloWorld.groovy
```
用java命令运行groovy编译出来的HelloWorld.class文件

（注：全局搜索groovy-all-xxxx.jar的jar包，将其路径作为classpath后的参数）
```
java -classpath "E:\codingEnvironment\IntelliJ IDEA 2019.1.3\lib\groovy-all-2.4.15.jar;." HelloWorld
```

JVM整体结构

HotSpot VM

方法区和堆区是所有线程共享的内存区域；
Java栈又叫做jvm虚拟机栈。
执行引擎等同于翻译class文件的语言翻译器。
方法区（永久代）在jdk8中又叫做元空间

Metaspace
- 方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器（JIT编译器，英文写作Just-In-Time Compiler）编译后的代码等数据。
- 虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但是它却有一个别名叫做 Non-Heap（非堆），目的应该是与 Java 堆区分开来。

运行时数据区

概述

堆内存：保存所有引用数据的真实信息；

栈内存：基本类型、运算、指向堆内存的指针；

方法区：所以定义的方法的信息都保存方法区中，属于共享区；

程序计数器：是一个非常小的内存空间，用来保证程序依次执行；

本地方法栈：每一次执行递归方法的时候，都会将上一个方法入栈；

方法区（Method Area）

1. 什么是方法区（Method Area）？

方法区（Method Area）与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域。

2.方法区（Method Area）存储什么？

它存储已被Java虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等

域信息（成员变量）和方法信息可以看成在类型信息内

2.1 类信息

对每个加载的类型（类class、接口interface、枚举enum、注解annotation），JVM必须在方法区中存储以下类型信息：

这个类型的完整有效名称（全名=包名.类名）
这个类型直接父类的完整有效名称( java.lang.Object除外，其他类型若没有声明父类，默认父类是Object)
这个类型的修饰符(public、abstract、final的某个子集)
这个类型直接接口的一个有序列表

除此之外还方法区（Method Area）存储类信息还有
类型的常量池( constant pool)
域(Field)信息
方法(Method)信息
除了常量外的所有静态(static)变量

方法区（Method Area）存储类信息请参考：参考博客

2.2 常量

static final修饰的成员变量都存储于方法区（Method Area）中

2.3 静态变量

静态变量又称为类变量，类中被static修饰的成员变量都是静态变量（类变量）
静态变量之所以又称为类变量，是因为静态变量和类关联在一起，随着类的加载而存在于方法区（而不是堆中）
八种基本数据类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean）的静态变量会在方法区开辟空间，并将对应的值存储在方法方法区，对于引用类型的静态变量如果未用new关键字为引用类型的静态变量分配对象（如：static Object obj;）那么对象的引用obj会存储在方法区中，并为其指定默认值null;若，对于引用类型的静态变量如果用new关键字为引用类型的静态变量分配对象（如：static Person person = new Person();）,那么对象的引用person 会存储在方法区中，并且该对象在堆中的地址也会存储在方法区中（注意此时静态变量只存储了对象的堆地址，而对象本身仍在堆内存中）;这个过程还涉及到静态变量初始化问题，可以参考博客：静态变量初始化相关

2.4 方法（Method）

程序运行时会加载类编译生成的字节码，这个过程中静态变量（类变量）和静态方法及普通方法对应的字节码加载到方法区。
但是！！！方法区中没有实例变量，这是因为，类加载先于对应类对象的产生，而实例变量是和对象关联在一起的，没有对象就不存在实例变量，类加载时没有对象，所以方法区中没有实例变量
静态变量（类变量）和静态方法及普通方法在方法区（Method Area）存储方式是有区别的

栈（Stack）

栈（Stack）：线程私有的内存区域

每个方法（Method）执行时，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、方法出口信息等
栈中所存储的变量和引用都是局部的（即：定义在方法体中的变量或者引用），局部变量和引用都在栈中（包括final的局部变量）
八种基本数据类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean）的局部变量（定义在方法体中的基本数据类型的变量）在栈中存储的是它们对应的值
栈中还存储局部的对象的引用（定义在方法体中的引用类型的变量），对象的引用并不是对象本身，而是对象在堆中的地址，换句话说，局部的对象的引用所指对象在堆中的地址在存储在了栈中。当然，如果对象的引用没有指向具体的对象，对象的引用则是null

Java堆（Java Heap）

Java堆（Java Heap）：被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。Java堆（Java Heap）唯一目的就是存放对象实例。所有的对象实例及数组都要在Java堆（Java Heap）上分配内存空间。

由关键字new产生的所有对象都存储于Java堆（Java Heap）
！！！ 实例变量（非static修饰的成员变量）和对象关联在一起，所以实例变量也在堆中
java数组也在堆中开辟内存空间

栈、堆和方法区的关系

Java代码大致执行流程

java源程序--编译javac-->字节码文件.class-->类装载子系统生成反射类（存入方法区）--->运行时数据区（五大块儿）--->执行引擎-->解释执行+编译执行（JIT）-->操作系统（Win，Linux，Mac JVM）

作用

将高级语言转化为机器能听得懂的机器指令

Hotspot中方法区的变动

关于方法区的结构，在过去的版本jdk1.6/1.7/1.8当中均有变动，故在此提前声明：

jdk1.6及之前：有永久代（permanent generation），静态变量、字符串常量池存放在永久代上。
jdk1.7：有永久代，但已经逐步“去永久代”，字符串常量池、静态变量移除，保存在堆中。注意：
jdk1.8及之后：无永久代，类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间，但字符串常量池、静态变量仍留在堆空间.

JDK6

JDK7

注意：

jdk1.8及之后：无永久代，类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间。

但字符串常量池、静态变量仍留在堆空间。

除此之外，元空间（或称方法区），不再使用虚拟机内存，而是使用本地内存。

JDK8

参考资料

JVM_01 简介 - 傲娇的大王 - 博客园

(3条消息)JVM学习笔记（三）------内存管理和垃圾回收_走向架构师之路-CSDN博客

(3条消息)Java虚拟机(JVM)面试题（2020最新版）_ThinkWon的博客-CSDN博客

(4条消息)Java方法区、栈及堆_蜗牛-CSDN博客

Jvm垃圾回收器（终结篇） - 不二尘 - 博客园

24个Jvm面试题总结及答案_ITPUB博客