JVM内存模型
1.什么是JVM？
Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行，Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行。
- jvm是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的机器，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种功能实现的。
- jvm包含一套字节码指令集，一组寄存器，一个栈，一个垃圾回收堆和一个存储方法域。
- JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码）,就可以在多种平台上不加修改地运行。
- JVM在执行字节码时，是把字节码解释为机器指令执行。
2.JDK\JRE\JVM
- JDK：全称“Java Development Kit”Java开发工具包，提供javac编译器、jheap、jconsole等监控工具；
- JRE：全称“Java Runtime Environment”Java运行环境，提供Class Library 核心类库 + JVM；
- JVM：全称“Java Virtual Machine”Java虚拟机，用于运行Java应用程序；
3.java的执行过程？
- 编译：通过javac命令，调用JDK编译器，将*.java源文件编译成*.class字节码文件；
- 执行：通过java命令，调用JVM虚拟机执行*.class字节码文件；
4.Java程序为啥可以跨平台？
- 相同的源代码在不同的平台编译的字节码是相同的，所以字节码文件可以在不同平台"通用"；
- 不同的平台在执行字节码时，都需要各自的jvm用于将字节码翻译成当前平台可以执行的机器码；
5.字节码
当1个Java源文件被编译后，就按照JVM规范和字节码定义，产生一个class字节码文件，文件内容由10个固定部分组成；
前4个字节非常特殊，红色框的cafe babe是詹姆斯定义的魔法数，它的作用是标志当前文件是一个字节码文件。剩余部分中的每个字节均代表一个字节码指令，由于每个指令的长度按照1个字节存储，所以每个指令被称为字节码（Bytecode），Java所有的字节码指令有200多个。
JVM在字节码指令的基础上设计了一套操作码助记符，使用特殊单词来代替对应的数字指令。
0x15 ILOAD：读取int类型的局部变量
0x36 ISTORE：保存int类型的局部变量
0x60 IADD：执行两个int类型的数值加法运算
0xbb NEW：创建对象
0xbc NEWARRAY：创建数组
0xac IRETURN：返回int类型结果6.静态编译器
通过JDK提供的静态编译器，将Java源文件编译成字节码文件。
编译过程：
- 词法分析：通过空格分隔出源代码中的单词、操作符、控制符等信息，将其形成token信息流，传递给语法解析器。
- 语法分析：将token信息流按照Java语法规则，组装成一颗语法树
- 语义分析：对语法树进行关键字使用、类型匹配、作用域等语法检查。
- 字节码：当语义分析完成后，可以生成字节码。
7.JVM的执行方式
Jvm的执行方式是解释+编译的混合模式，以解释为主编译为辅的方式；
- 解释：在执行过程中，JVM将字节码中的每个指令通过解释器转化为机器码，交给cpu执行；
- 编译：JVM在运行期间，JVM通过热点代码统计分析识别高频的方法调用，当超过阈值时，JVM会基于JIT即时编译器(just-in-time compiler) 将热点代码转化为机器码，直接交给cpu执行，提高执行效率；
- JVM解释器：程序执行的时候，解释器首先发挥作用，省去了编译器编译时间，加快程序的执行效率。
- JIT编译器：在程序运行过程中，随着时间的推移，JIT开始慢慢发挥了作用，把热点代码编译成本地代码后，以后执行相同的代码，即可直接交给CPU执行，带来更高的执行效率
8.JVM组成结构
JVM由类加载器、运行时数据区、JVM解释器、JIT即时编译器、垃圾回收器、本地方法库等部分组成。
由类加载器完成字节码文件的加载验证和解析，存储至运行时数据区，并由执行引擎中的解释器，完成字节码到机器码的解释执行。同时进行热点代码的统计分析，调用JIT即时编译器将字节码直接编译成机器码，提高执行效率。JVM运行期间的方法调、数据对象统一存放至运行时数据区。
类加载器：字节码必须通过类加载器，通过加载、验证、解析等校验步骤，将字节码文件中的类，加载至JVM的中运行时数据区，才可以执行字节码。
垃圾收集器：JVM在运行期间，通过Garbage Collctor垃圾收集器，定期对运行时数据区进行垃圾对象的回收，从而实现了内存自动管理。
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