深入Java虚拟机读书笔记

深入Java虚拟机一书读书笔记，以前虽然断断续续的了解过虚拟机，但不够系统化，这次好好系统的学习回顾和总结一篇

1. Java虚拟机是什么
Java虚拟机一般是指：抽象的规范、一个具体的实现、一个运行中的虚拟机实例。

这个抽象的规范可能有多个不同厂商的具体实现，并存在与多个平台上。它可以由软件实现，或以硬件结合软件的方式实现，SUN的JDK就是由纯软件方式实现的。当运行一个Java程序时，也就在运行了一个Java虚拟机实例。

2. Java虚拟机的生命周期
Java虚拟机实例通过调用某个初始化类的Main()方法，来开始运行一个Java程序。这个初始化类的Main()方法，将作为该程序初始线程的起点，任何其他的线程都从这个初始线程中启动的。

Java虚拟机内部有两种线程：守护线程与非守护线程。守护线程通常是由虚拟机自己使用的，如执行垃圾回收任务的线程。但是在Java程序中也可以把它创建的任何一个线程标记守护线程来运行。开始于Main()方法的初始线程就是非守护线程。

在Java虚拟机中只要有任何一个非守护线程在运行，那这个Java虚拟机实例就将一直存活，直到该虚拟机中的所有非守护线程都终止时，这个虚拟机实例才会被销毁。

3. Java虚拟机的体系结构
虚拟机抽象结构图，描述了规范中的主要子系统和内存区。


线程共享区“堆”与“方法区”
在虚拟机中“堆”与“方法区”是由所有线程共享的。当类加载器加载一个class文件时，它将从class文件中分析出类型信息，然后把这些类型信息存放到“方法区”中，程序运行时，虚拟机会把该程序在运行时创建的对象都存放到“堆”中。
小结：
1）类变量都是存放在“堆”中，因而需要同步多线程环境下的读写操作
2）一个Java虚拟机实例只存在一个“堆”空间

线程独享区“Java栈”、“本地方法栈”与“PC寄存器”
每当启动一个新线程时，虚拟机都会为它分配一个Java栈与PC寄存器(程序计数器)。每个Java栈是由许多栈帧(stack frame)组成的，一个栈帧包含一个Java方法调用的状态。当线程调用一个Java方法时，虚拟机压入一个新的栈帧到栈中。当方法返回时，这个栈帧将从栈中弹出并抛弃。
小结：
1）Java栈上的所有数据都是私有的，任何线程都不能访问另一个线程的栈数据，因此不需要考虑多线程环境下的同步问题。
2）Java栈以帧为单位保存线程的运行状态，虚拟机只会对Java栈执行两种操作：以帧为单位的压栈或出栈。
3）栈帧由三部分组成：局部变量区、操作数栈、帧数据区。
4）栈空间随着线程的终止而释放，如果在线程执行的过程中，栈空间不够用，那么JVM就会抛出StackOverflowError异常，这种情况一般是无线循环或死递归造成的。
5）Java虚拟机没有寄存器，这里PC寄存器是由底层操作系统分配的。

数据类型
Java中数据类型分为两种：
1）基本类型：数值类型(整数与浮点数)、boolean、returnAddress(只在JVM内部使用的类型，用来实现finally子句，具体没深入研究)
2）引用类型：类类型、接口类型、数组类型、以及null