上一篇：再看JVM第一篇：了解class文件是深化了解JVM与Java的好方式

这是我第二次研究JVM的原理性常识，这次一共分为两篇内容。花了不少的精力，其实我还想再深化些，但我有必要遏止自己的好奇心了。作为Android 使用层开发者在JVM上花太多时刻是没必要的，一是这样不带问题进入一个深层次范畴ROI很低，第二个是有更多的使用层的更实用的东西需求学习。不过收成仍是蛮大的，至少今后有时机碰到需求深化研究JVM时应该能快速找到上手路径，不至于毫无头绪。

下面这两篇oracle 官方文档是最好的学习资料，空的时分仍是有很大爱好当看书相同进行细读。

The Structure of the Java Virtual Machine

Java Garbage Collection Basics – Oracle

hencoderPlus的JVM课程也很棒，很好的帮助我跨过了JVM前期常识门槛

在上一篇中分析了class字节码文件与履行指令解读，算是只见树木不见森林的一种探究。这一篇将在上一篇的基础上，结合JVM 整体结构与履行流程来记载我对JVM的学习。

虚拟机结构

运行时数据区域（叫JVM 内存模型也能够）

按oracle的虚拟机规范介绍能够大致分为下面几类：

程序计数器（pc register）、Java虚拟机仓库、堆、办法区、运行时常量池、本机办法仓库（native办法仓库）

JVM中寄存器用于存储程序计数器的值，便是每个字节码指令左边的数字。看到寄存器我还蛮亲切的，上学时在实验室里没少“扣”寄存器，那真是用本子记再用机器“扣”着读。那时仍是写汇编（现在全忘了），代码向一个寄存器地址load一个1，move一个1在寄存器调试器上都能够立马看到，十分有意思。

最终这个本机办法仓库其实也并不陌生，它会发生两个JVM的异常

  • 假如线程中的核算需求的仓库巨细比允许本机办法仓库更大，Java 虚拟机将抛出一个StackOverflowError.
  • 假如本机办法仓库能够动态扩展而且测验本机办法仓库扩展但可用内存不足，或者假如可用内存不足认为新线程创立初始本机办法仓库，Java 虚拟机将抛出一个OutOfMemoryError

栈帧

这儿指虚拟机在组织办法履行时栈帧，一个办法进入履行前都会发生一个栈帧，多个办法则按照LIFO的方式履行。

在结构上栈帧包括本地变量表、操作栈两个可具象化的块儿。除此之外，在栈帧中还需求引证运行时常量池中的变量，办法，但他们在常量池中都是以符号方式存在，这就需求依赖 动态链接将它们转化为具体引证来供栈帧读取。

我仍是更喜爱用图形来记忆：

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

从目标的创立分析JVM履行流程

预备一个简略的java文件，实现创立一个目标的代码：

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

  • 1.在class加载前，先发动虚拟机 。虚拟机发动后，堆，办法区（及常量池）都会创立完结
  • 2.创立一个线程栈来履行办法
  • 3.外部需求一个类加载器，来加载Class到办法区
  • 4.履行main办法前，将押入办法栈帧，设置好操作数栈，本地变量表巨细。

完结预备作业后就像下图的样子：

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

这儿的 Hello 便是类名字符串，其引证将通过动态链接引入到栈帧

  • 5.履行main办法 需求一个外部的履行引擎，来修改程序计数器 以第一个指令 new 作图 计数器 0: new : 创立一个目标，并将其引证值压入栈顶

在堆区创立一个目标[分配内存]，将其引证入栈 ：

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

后续就不用图了由于预备作业都完结了，直接看指令

  • 计数器 3: dup: 仿制栈顶数值并将仿制值压入栈顶
  • 计数器 4: invokespecial: 调用超类结构办法，实例初始化办法，私有办法 这儿会进入到结构器履行，也就需求创立新的栈帧。

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

从结构办法指令能够看到得结构办法的 栈容积1，本地变量表巨细1 ，押入新栈帧：

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0: aload_0 ：将第0个引证类型本地变量推送至栈顶 1: invokespecial ：调用超类结构办法 4: return ：出栈

7: astore_1: 将栈顶引证型数值存入第1位本地变量 这儿将栈的引证存入1位变量中 到这儿才完结了hello = new Hello() 这行代码的履行

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

看来创立一个目标最少需求4步指令，假如要赋值给另一个变量还需求额定增加2步

Class生命周期与目标生命周期（粗略了解）

JVM类加载进程：（装载、校验、预备、解析、初始化、使用、卸载）

Java目标在JVM中的生命周期：

  • 1 创立阶段(Created)
  • 2 使用阶段(In Use)
  • 3 不可见阶段(Invisible)
  • 4 不可达阶段(Unreachable)
  • 5 收集阶段(Collected)
  • 6 完结阶段(Finalized)
  • 7 目标空间重分配阶段(De-allocated)

GC（Automatic Garbage Collection)

废物收回设计原理的官方介绍文档：Java Garbage Collection Basics

GC root的种类：Garbage Collection Roots

要点重视：

  • 体系Class
  • Thread Block:被存活线程引证的目标
  • Thread：已发动但未停止的线程
  • Finalizable:在完结器队列中的目标
  • Busy Monitor:作为同步监视器或调用 wait() 或 notify() 的目标
  • Java Local：被线程栈引证的办法内的局部变量

在Heap中的目标，其组成结构中包括一个age块，用于符号其存活年纪。

Heap 分区

整个废物收回机制要调集Heap分区与不同的GC算法来一同看。先看heap分区结构

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

从左往右分别是：重生代、晚时代与永久代。YG区域又细分为 eden,与两个survivor space 区域，这儿比较好了解。

eden区都是新创立的目标，在eden内存区满时会触发小型GC，幸存的目标将移至S0,依据age累计不同逐渐移动到S1，当判定为长期存活的目标将移动到晚时代。

小型GC往往会很快完结，但小型GC也是“Stop the world Event”即阻塞悉数线程的履行。

晚时代为首要废物收回，也是“Stop the world Event”,其影响时刻会更长，首要由晚时代的废物收集器决定。

永久代包括JVM所需的元数据，描绘使用程序中使用的类，办法，跟从JVM运行时需求引入的类进行递增填充。简略能够了解为永久代是专门给JVM存储类与办法的描绘信息用的，比方ClassLoader加载的类信息应该就在这儿吧。这很容易误认为永久代便是办法区（永久代是Heap中的块，而办法区是与Heap同级的）。

永久代也会参加废物收回，假如 JVM 发现不再需求这些类而且其他类或许需求空间，则这些类或许会被收集（卸载）。

与Heap分区对应的GC算法

优秀的个人文章：图解 Java 废物收回算法及具体进程

  • 重生代取整体选用的是符号+仿制清理法：

Eden GC 后将幸存者仿制到S0，Eden再次GC后 假如S0满了，则将 Eden存活的与S0存活的一同仿制到S1区域，同时清空Eden与S0区域。

新建目标通常量比较小，所以Eden小型GC开支相对较小，选用仿制清理能够释放出整块的内存空间，避免内存碎片化。

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

  • 晚时代采纳符号+紧缩算法（或者叫符号+收拾更好了解）

在收回完被符号的目标后后发生较多的碎片内存，导致无法释放出整块的内存用于创立大的目标。此时采纳紧缩算法对存活的目标进行重排，释放出整块的内存区域。

开支：当内存中存活目标多，而且都是一些细小目标，而废物目标少时，要移动大量的存活目标才干交换少量的内存空间，从而引发频频的GC，从而造成使用卡顿。

再看JVM第二篇：深入理解JVM运行机制与GC机制

到这儿，此次对JVM常识的回忆就结束了，一共花了整整两天时刻。相比较上一次这次信息视界变大了很多，查看了更多oracle的官方文档，从原始资料上获得了更多更深化的了解，合作一同的笔记，课程吸收更快，发现了不少以前不置可否的了解。

这种从里往外学习技能实质的感觉着实让人上瘾！就像武侠小说里的高级心法相同，往往是心法修炼到必定等级就会进入快速上升期，随之对外在招式也是一看就会。

另一个领会，英语现已逐渐成为我的学习的显着阻碍了，直接读英文了解会更到位，可是由于各种长句逃跑与生词读起来很慢。阅读机翻的话往往会感到每个字都认识但便是看的不是特别明白，又不得不从头读原文。

等新作业定好，要在英语学习上加大力了。其实自信心仍是很足的，我历来不会觉得我学英语有困难，在Tandem上面经常跟老外聊日常是远远不足的，一个是由于时差等要素不能保证时长，其次是聊天的质量也不太能保证，想来想去仍是合作GPT来做守时学习吧。

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