一. JVM发展史，运行时数据区域，四大引用

一.JVM的出现

1. JVM将字节码解释成不同os下的机器指令，有了jvm，java语言在不同平台上运行时不需要重新编译

2. 虚拟机发展史
   
   （1）Sun Classic

   1. classic jvm要么采用纯解释器解释执行，要么采用JIT编译执行，一旦JIT进行编译执行，则解释器不再生效
   2. 如果使用JIT编译代码，则JIT会对每个方法，每行代码都进行编译，对于那种只需运行一次，不具有编译价值的代码，也会被JIT编译执行。迫于程序响应时间的压力，此阶段的JIT不敢采用编译耗时的优化技术，所以及时采用JIT输出本地代码，他的执行效率也和C代码有很大差距。被人诟病“java语言很慢”

   （2）Exact VM

   1. Exact VM进入了高性能虚拟机时代，开始使用编译器解释器混合模式
   2. Exact VM使用了精确式内存管理，他能判定内存中摸个位置的数据具体是什么类型。eg：内存中有一个数是12345，ExactVM可以判断他是一个int数字，还是一个指向内存12345地址的引用。这种精确式内存管理，在gc时，可以直接回收引用类型的数据，少了像classic vm时代gc时的数据类型查找过程

   （3）HotSpot虚拟机

   1. Hot Spot是当前jdk采用的虚拟机 (1.4以后)
   2. 热点代码探测技术：通过计数器找出最具编译价值的代码，通知JIT以方法为单位进行编译。如果方法被频繁调用，则触发标准编译；如果方法中循环次数很多，触发栈上替换编译动作。
   3. HotSpot无需等待本地代码输出后才能执行程序，使得即时编译压力减小，有助于采用更更多的代码优化技术。输出高质量的操作系统本地代码

二. JVM运行时数据区域

1. 线程隔离的数据区
   
   （1）程序计数器：

   1. 字节码的行号指示器。解释器根据程序计数器选取要执行下条指令。分支，循环，跳转，异常处理，线程恢复等基础功能都需要程序计数器来完成。
   2. 为了线程切换后能继续执行正确的代码，每条线程都要维护自己的程序计数器，各个线程间的程序计数器互不影响
   3. 如果线程执行的是native方法，则该线程的程序计数器值为空

   （2）虚拟机栈：

   1. 虚拟机栈用来执行java方法
   2. 每个java方法执行的时候都会创建一个栈帧。栈帧用来存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。

   （3）本地方法栈

   1. 本地方法栈用来执行native方法

2. 线程共享数据区
   
   （1）java堆

   1. java堆存储对象实例
   2. java堆分为新生代和老年代。新生代分为eden，from survive，to survive空间

   （2）静态区

   1. 静态区也叫做永久带，存放类信息，常量池，静态变量，JIT编译后的代码等。
   2. 常量池技术：为了方便创建一个对象二出现的。当需要创建一个对象时，如果常量池中有该对象，则直接从池子中取出来，在重复创建相等变量时节省了很多时间。eg：str1=“abc”，str2=“abc”。这样直接声明的字符串会放到常量池中，所以str1和str2是静态区常量池中的同一块内存地址

三. JVM的4中引用

1. 强引用：new对象。其他引用方式都实在强引用失效（置成null后才有用）

2. 软引用
   
   （1）一个对象被强引用new出来以后，在jvm中，可以存在软引用
   
   （2）对象=null使得强引用失效后，如果对象还存在软引用，则引用的对象在gc时不会被垃圾回收。只有当jvm发生内存溢出前，软引用引用的对象才被回收。因此，软引用可以被当做缓存

   Person p = new Person();
   SoftReference<Person> softReference = new SoftReference<>(p);
   
   p = null;   // 断开强引用
   System.gc();
   System.out.println(softReference.get().getName());  // 输出aaa
   

3. 弱引用
   
   触发gc时，就会被当做垃圾回收。若引用的生命周期是强引用失效后，到gc触发时

       Person p = new Person();
       WeakReference<Person> reference = new WeakReference<>(p);
   
       p = null;   // 断开强引用
       System.out.println(reference.get().getName());  // 输出aaa
       System.gc();
       System.out.println(reference.get().getName());  // 抛出nullexception
   

4. 幽灵引用
   
   幽灵引用和没有引用一样，对象的生命周期和只有强引用时一样。只是在对象被回收时会收到一个系统通知

       Person p = new Person();
       ReferenceQueue<Person> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
       PhantomReference<Person> reference = new PhantomReference<>(p,referenceQueue);
   
       p = null;   // 断开强引用
       try{
           System.out.println(reference.get().getName());  // 抛出nullpointer Exception
       }catch (Exception e){e.printStackTrace();}
       System.gc();
       try{
           System.out.println(reference.get().getName());  // 抛出nullpointer Exception
       }catch (Exception e){e.printStackTrace();}
   

【注】：软引用和若引用都延长了对象引用的生命周期，一个延长至oom发生，一个延长至gc发生时。幽灵引用只是提供对象gc的通知

ThreadLocal使每个线程保存各自的变量副本，值得注意的是，这个变量要在每个线程内部初始化，因为ThreadLocal不会生成变量副本，如果在线程外初始化变量，仍然有线程安全问题