JVM 基本概念
什么是 JVM
Java 虚拟机（Java Virtual Machine，简称 JVM）是运行 Java 程序的虚拟计算机。它是 Java 平台的一部分，负责将 Java 字节码（Bytecode）解释或编译为机器码，并在不同的硬件和操作系统上执行。JVM 提供了一个抽象层，使得 Java 程序可以在不同的平台上运行，而无需修改代码。
JVM 的主要功能
加载和执行字节码：JVM 负责加载 .class 文件中的字节码，并将其解释或编译为机器码执行。
内存管理：JVM 管理程序运行时的内存，包括堆、栈、方法区等内存区域。JVM 提供垃圾回收机制，自动回收不再使用的对象，避免内存泄漏。
平台无关性：JVM 提供了一个抽象层，使得 Java 程序可以在不同的平台上运行，而无需修改代码。Java 程序编译成字节码后，可以在任何安装了 JVM 的平台上运行。
安全性：JVM 提供了多种安全机制，如类加载器、字节码验证器等，确保 Java 程序的安全性。JVM 可以防止恶意代码的执行，保护系统的安全。
多线程支持：JVM 提供了对多线程的支持，使得 Java 程序可以并发执行多个任务。JVM 提供了线程调度和同步机制，确保多线程程序的正确性。
JVM 的组成部分
- 类加载器（Class Loader）：
- 类加载器负责加载 .class 文件，将字节码加载到 JVM 中。
- 类加载器可以从不同的来源加载类，如本地文件系统、网络等。
- 运行时数据区（Runtime Data Area）：
- JVM 在运行时管理的内存区域，包括方法区、堆、栈、程序计数器和本地方法栈。
- 执行引擎（Execution Engine）：
- 执行引擎负责执行字节码，将字节码解释或编译为机器码执行。
- 执行引擎包括解释器和即时编译器（JIT Compiler）。
- 本地方法接口（Native Interface）：
- 本地方法接口允许 JVM 调用本地方法（用其他编程语言编写的方法，如 C/C++）。
- 本地方法接口提供了与操作系统和硬件交互的能力
JVM 的内存模型
元空间：元空间的本质和永久代类似，都是对 JVM 规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
Java 虚拟机栈：每个线程有一个私有的栈，随着线程的创建而创建。栈里面存着的是一种叫“栈帧”的东西，每个方法会创建一个栈帧，栈帧中存放了局部变量表（基本数据类型和对象引用）、操作数栈、方法出口等信息。栈的大小可以固定也可以动态扩展。
本地方法栈：与虚拟机栈类似，区别是虚拟机栈执行 java 方法，本地方法站执行 native 方法。在虚拟机规范中对本地方法栈中方法使用的语言、使用方法与数据结构没有强制规定，因此虚拟机可以自由实现它。
程序计数器：程序计数器可以看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在任何一个确定的时刻，一个处理器（对于多内核来说是一个内核）都只会执行一条线程中的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每条线程都需要一个独立的程序计数器，我们称这类内存区域为“线程私有”内存。
堆内存：堆内存是 JVM 所有线程共享的部分，在虚拟机启动的时候就已经创建。所有的对象和数组都在堆上进行分配。这部分空间可通过 GC 进行回收。当申请不到空间时会抛出 OutOfMemoryError。堆是 JVM 内存占用最大，管理最复杂的一个区域。其唯一的用途就是存放对象实例：所有的对象实例及数组都在对上进行分配。jdk1.8 后，字符串常量池从永久代中剥离出来，存放在队中。
直接内存：直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是 Java 虚拟机规范中农定义的内存区域。在 JDK1.4 中新加入了 NIO(New Input/Output)类，引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区（Buffer）的 I/O 方式，它可以使用 native 函数库直接分配堆外内存，然后通脱一个存储在 Java 堆中的 DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作。这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在 Java 堆和 Native 堆中来回复制数据。
总结
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