JVM简介

JVM 全称是Java Virtual Machine，Java 虚拟机，也就是在计算机上再虚拟一个计算机.JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。
JVM 中我们最需要深入理解的就是它的存储部分，JVM 是一个内存中的虚拟机，那它的存储就是内存了，我们写的所有类、常量、变量、方法都在内存中，这决定着我们程序运行的是否健壮、是否高效。

参考了网上广为流传的JVM 构成图，我们知道整个JVM 分为四部分：
1.Class Loader类加载器
Class Loader承担把一个.class文件加载到内存中。它只管加载符合文件结构的.class文件，至于能不能运行，它不负责。那是由Execution Engine 负责的。

2.Execution Engine 执行引擎
执行引擎也叫做解释器，复杂解释命令，提交操作系统执行。

3.Native Interface 本地接口
本地接口的作用死融合不同的编程语言为java所用。java要调别的程序，就在内存中专门开辟一块标记为native的代码区域，它的具体做法是Native Method Stack 中登记native 方法，在Execution Engine 执行时加native libraies

4.Runtime data area 运行数据区
运行数据区是整个JVM 的重点。我们所有写的程序和所有的数据都被加载到这里，之后才开始运行。它包括以下五部分：

(1).Stack 栈内存
栈是java程序的运行区，是在线程创建时创建，它的生命周期是跟随线程的生命周期，线程结束栈内存也就释放，对于栈来说不存在垃圾回收的问题，只要线程一结束，该栈就结束。栈中的数据都是以栈帧（Stack Frame）的格式存在，栈帧是一个内存区块，是一个数据集，是一个有关方法(Method)和运行期数据的数据集。栈帧遵循“先进后出”原则。栈帧中主要保存三类数据：本地变量（包括输入输出参数以及方法内的变量）；栈操作（记录出栈，入栈的操作）；栈帧数据（类文件，方法等）。

(2)Heap 堆内存
一个JVM实例只存在一个堆内存。堆内存是可以大小是可以调节的。堆内存中存放着对象，包括对象变量和对象方法。
堆内存分为三部分：
永久存储区：用于存放JDK自身所携带的class。也就是运行环境必须的类信息。该区域的数据不会被垃圾回收，只有关闭了JVM才会释放此区域的内存。
新生区：新生区是类的诞生、成长、消亡的区域，一个类在这里产生，应用，最后被垃圾回收器收集，结束生命。新生区又分为伊甸区和幸存者0区，幸存者1区。
养老区：养老区用于保存从新生区筛选出来的JAVA 对象，一般池对象都在这个区域活跃。

(3)Method Area 方法区
方法区是被所有线程共享，该区域保存的所有字段和方法字节码，静态变量以及一些特殊的方法的构造函数，接口代码也才此定义。

(4)PC Register 程序计数器
每个线程都有一个程序计数器，就是一个指针，指向方法区中的方法字节码，由执行引擎读取下一条指令。

(5)Native Method Stack 本地方法栈

public class JVMShowcase {
//静态类常量,
public final static String ClASS_CONST = "I'm a Const";
//私有实例变量
private int instanceVar=15;
public static void main(String[] args) {
//调用静态方法
runStaticMethod();
//调用非静态方法
JVMShowcase showcase=new JVMShowcase();
showcase.runNonStaticMethod(100);
}
//常规静态方法
public static String runStaticMethod(){
return ClASS_CONST;
}
//非静态方法
public int runNonStaticMethod(int parameter){
int methodVar=this.instanceVar * parameter;
return methodVar;
}
}

下面我们来看看JVM 是如何运行的，也就是输入java JVMShowcase (类名) 后，我们来看JVM是如何处理的：
第一步：JVM向操作系统申请空余内存。

第二步：JVM分配内存
JVM得到操作系统给的内存后，首先给heap分内存，然后分配栈内存。

第三步：检查和分析class文件

第四步：加载类
由于没有指定加载器，JVM默认使用bootstrap 加载器，就把rt.jar下的所有类都加载到了堆类存的永久存储区，JVMShowcase 也被加载到内存中.此时方法区有main方法和静态方法，Heap 是空，Stack 是空，因为还没有线程被执行。Class Loader 通知Execution Enginer 已经加载完毕。

第五步：执行引擎执行main方法
执行引擎启动一个线程，开始执行main 方法，在main 执行完毕前：
方法区加入了常量，现有（main，runStaticMethod,CLASS_CONST）
堆内存中有（Object,showcase）
栈内存中有三个栈帧（runStaticMethod，runNonStaticMethod，main）
于此同时，还创建了一个程序计数器指向下一条要执行的语句。

第6步，释放内存。运行结束，JVM把内存还给操作系统。