简要：JVM底层原理、JVM各类垃圾收集器的使用及核心参数的调优、JVM 调优

[1. JVM内存结构](#1. JVM内存结构)

[2. JVM与操作系统的交互](#2. JVM与操作系统的交互)

[1. 常见的垃圾收集器](#1. 常见的垃圾收集器)

[2. 垃圾收集算法](#2. 垃圾收集算法)

[1. 调优目标](#1. 调优目标)

[2. 调优方法](#2. 调优方法)

[3. 核心参数调优](#3. 核心参数调优)

深入理解JVM（Java虚拟机）的底层原理，熟悉JVM各类垃圾收集器的使用及核心参数的调优，是Java开发者在性能优化和故障排查中不可或缺的技能。下面将从JVM的底层原理、垃圾收集器以及JVM调优等方面进行详细阐述。

JVM的内存结构主要包括以下几个部分：

方法区（Metaspace/PermGen Space）：存储编译后的类、常量等（.class字节码文件）。在JDK 8及以后，永久代（PermGen Space）被元空间（Metaspace）替代。
堆内存（Heap）：存储对象实例及数组。堆内存分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation），新生代中进一步细分为Eden区和两个Survivor区（From和To）。
程序计数器（Program Counter Register）：存储当前执行的指令地址。
虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：存储局部变量、方法参数、返回值以及异常处理信息。每个线程都有自己独立的虚拟机栈。
本地方法栈（Native Method Stacks）：存储本地方法的执行状态信息。

JVM处于JDK的最底层，负责与操作系统的交互，提供完整的Java运行环境。操作系统通过JDK中的Java.exe来装载JVM，通过一系列步骤完成JVM环境的搭建。

JVM中的垃圾收集主要是针对堆内存进行的，目的是识别出已死对象并回收其占用的内存。JVM提供了多种垃圾收集器，每种收集器都有其适用场景和优缺点。

Serial收集器：最基本的收集器，进行串行收集，停止所有工作线程，以单线程方式进行堆内存的垃圾回收。适用于客户端环境。
Parallel收集器：吞吐量收集器，采用并行方式收集，目标是达到一个可控制的吞吐量，适用于后台批处理任务。
CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器：一种并发收集器，以降低停顿时间为目标，采用标记-清除算法。适用于需要同时运行垃圾收集和用户程序的情况。
G1收集器：面向服务端应用的收集器，能充分利用多CPU、多核环境，是一款并行与并发收集器，能建立可预测的停顿时间模型。

选择合适的垃圾回收器：根据应用程序的特点选择合适的垃圾回收器，如客户端应用选择Serial收集器，后台批处理任务选择Parallel收集器，对停顿时间敏感的应用选择CMS或G1收集器。
调整JVM内存参数：如-Xms、-Xmx、-Xmn等，控制JVM的堆内存和非堆内存大小，避免内存泄漏和OOM等问题。
使用性能分析工具：如JProfiler、VisualVM、GCViewer等，对应用程序进行分析，找出瓶颈和性能问题。
优化代码：避免频繁创建对象、减少方法调用次数、避免过度同步等，减少JVM的开销。

综上所述，深入理解JVM的底层原理，熟悉各类垃圾收集器的使用及核心参数的调优，是Java开发者在提升应用性能和稳定性方面的重要技能。通过合理的JVM调优，可以显著提高Java应用程序的性能和响应能力。

参考：