Java Virtual Machine（JVM）是Java程序的运行环境（java二进制字节码的运行环境）
好处：

• 一次编写，到处运行
• 自动内存管理，垃圾回收机制
  JVM由哪些部分组成，运行流程是什么？
  

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1. 程序计数器

程序计数器：线程私有（不存在线程安全），

1. 原理：内部记录正在执行的字节码指令的地址（行号）。
2. 功能：保存当前线程的行号，如果时间片被抢占，再次执行会从记录的行号继续执行，不会从头执行
   

2. Java堆

2.1 结构

线程共享的区域（存在线程安全）
主要用来保存对象实例，数组等，当堆中没有内存空间可分配给实例，也无法再扩展时，则抛出OutOfMemoryError异常。

年轻代被划分为三部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区，
根据JVM的策略，在经过几次垃圾收集后，任然存活于Survivor的对象将被移动到老年代区间。老年代主要保存生命周期长的对象，一般是一些老的对象

2.2 Java 1.7与1.8堆的区别

• 1.7中有有一个永久代，存储的是类信息、静态变量、常量、编译后的代码
• 1.8移除了永久代，把数据存储到了本地内存的元空间中，防止内存溢出
  优化点：1.7堆的永久代在1.8更新成了本地内存中的元空间，解决永久代多容易OOM，少了会浪费内存的问题

3. 虚拟机栈

Java Virtual machine Stacks（java 虚拟机栈）

• 每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈，先进后出（多个线程运行就会创建多个虚拟机栈——线程安全）
• 每个栈由多个栈帧（frame）组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
• 每个线程只能有一个活动栈帧，对应着当前正在执行的那个方法

3.1 垃圾回收是否涉及栈内存

不涉及。垃圾回收主要指就是堆内存，当栈帧弹栈以后，内存就会释放

3.2 栈内存分配越大越好吗

视情况分析，默认的栈内存通常为1024k
栈帧过大会导致线程数变少，例如，机器总内存为512m，目前能活动的线程数则为512个，如果把栈内存改力2048k，那么能活动的栈帧就会减半

3.3 方法内的局部变量是否线程安全？

• 如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，它是线程安全的
• 如果是局部变量引用了对象，并逃离方法的作用范围，需要考虑线程安全
  

3.4 栈内存溢出情况

• 栈帧过多导致栈内存溢出，典型问题：递归调用
• 栈帧过大导致栈内存溢出

public static void m4(){m4(); //java.lang.StackOverflowError
}

3.5 堆栈的区别是什么

• 栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用，但堆内存是用来存储Java对象和数组的的。堆会GC垃圾回收，而栈不会。
• 栈内存是线程私有的，而堆内存是线程共有的。
• 两者异常错误不同，但如果栈内存或者堆内存不足都会抛出异常。
  栈空间不足：java.lang.StackOverFlowError。
  堆空间不足：javalang.OutOfMemoryError。

4. 方法区

• 方法区（Method Area）是各个线程共享的内存区域
• 主要存储类的信息、运行时常量池
• 虚拟机启动的时候创建，关闭虚拟机时释放
• 如果方法区域中的内存无法满足分配请求，则会抛出OutOfMemoryError: Metaspace
  

jdk1.7到1.8把这个区从堆移到元空间（本地空间）

4.1 常量池

可以看作是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量等信息

javap -v Application.class

查看字节码结构（类的基本信息、常量池、方法定义）

运行时常量池
常量池是*.class文件中的，当该类被加载，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址

5. 直接内存

• 直接内存并不属于JVM中的内存结构，不由JVM进行管理。是虚拟机的系统内存
• 常见于NIO操作时，用于数据缓冲区，它分配回收成本较高，但读写性能高

5.1 IO数据拷贝流程（常规）

操作磁盘文件中需要存入两次到缓存区（系统缓存区、java缓存区）
因为java代码无法直接操作系统造成了java缓存区，这样导致了一次不必要的复制，导致效率低

5.2 NIO数据拷贝流程

直接内存（共享的内存区域）让系统和java代码都可以直接访问。
相较IO少了一次数据复制，效率成倍的提升。所以NIO适合文件操作