2019-04-26 JVM 学习笔记

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一、 JVM 简单结构图

JVM基本结构

1.1 类加载子系统与方法区

类加载子系统负责从文件系统或网络中加载Class 信息，加载的类信息存放于一块称作方法区的内存空间。除了类信息外，方法区中可能还会存放运行时常量池信息，包括字符字面量和数字常量

1.2 JAVA堆

Java 堆在虚拟机启动的时候建立，它是 Java 程序最主要的内存工作区域。几乎所有的 JAVA 对象实例都存放在 JAVA 堆中。堆空间十分所有线程共享的，这是一块与 JAVA 应用密切相关的内存空间。

1.3 直接内存

Java 的 NIO 库允许 Java 程序使用直接内存，直接内存是在 Java 堆外的，直接向系统申请的内存空间。通常访问直接内存的速度会优于 Java 堆。因此处于性能考虑，读写频繁的场合会考虑使用直接内存。由于直接内存在 Java 堆外，因此它的大小不会直接受限于 Xmx 指定的最大堆大小，但是系统内存是有限的，Java 堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。

1.4 垃圾回收系统

垃圾回收系统是 Java 虚拟机的重要组成部分，垃圾回收器可以对方法区、Java 堆和直接内存进行回收。其中，Java 堆是垃圾收集器的工作重点。和 C / C++ 不同，Java 中所有对象空间释放都是隐式的，也就是说，Java 中没有类似 free() 或者 delete() 这样的函数释放指定内存区域。对于不再使用的垃圾对象，垃圾回收系统会在后台默默的工作，默默查找、标识并释放垃圾对象，完成包括 Java 堆、方法区和直接内存中的全自动化管理

1.5 Java 栈

每一个 Java 虚拟机线程都有一个私有的 Java 栈，一个线程的 Java 栈在线程创建的时候被创建，Java 栈中保存着帧信息，Java 栈中保存着局部变量、方法参数，同时和 Java 方法的调用、返回密切相关。

1.6 本地方法栈

本地方法栈和 Java 栈非常相似，最大的不同在于 java 栈用于方法的调用，而本地方法栈则用于本地方法的调用，作为对 Java 虚拟机的重要拓展，Java 虚拟机允许 Java 直接调用本地方法（通常使用 C 编写）

1.7 PC寄存器

PC（Program Counter）寄存器也是每一个线程私有的空间，Java 虚拟机会为每一个 java 线程创建 PC 寄存器。在任意时刻，一个 Java 线程总是在执行一个方法，这个正在被执行的方法称为当前方法。如果当前方法不是本地方法，PC 寄存器就会指向当前正在被执行的指令，如果当前方法是本地方法，那么 PC 寄存器的值就是undefined

1.8 执行引擎

执行引擎是 java 虚拟机最核心的组件之一，它负责执行虚拟机的字节码，现代虚拟机为了提高执行效率，会使用即时编译（just in time）技术将方法编译成机器码后再执行。

Java HostSpot Client VM(-client)，为在客户端环境中减少启动时间儿优化的执行引擎；本地应用开发使用。（如：eclipse）

Java HostSpot Server Vm(-server)，为在服务器环境中最大化程序执行速度而设计的执行引擎。应用在服务端程序（如：Tomcat）

Java HostSpot Client 模式和 Server 模式的区别

当虚拟机运行在 -Client 模式的时候，使用的是一个代号 C1 的轻量级编译器，而 -server 模式启动的虚拟机采用相对重量级，代号为 C2 的编译器。C2 比 C1 编译器编译的相对彻底，服务起来之后性能更高。

JDK 安装目录/jre/lib/（x86、i386、amd32、amd64）/jvm.cfg

文件中的内容，-server 和-client 哪一个配置在上，执行引擎就是哪一个。如果是 JDK1.5 版本且是 64 位系统应用时，-client 无效。

--64 位系统内容

-server KNOWN

-client IGNORE

--32 位系统内容