类加载

加载的类信息存放在方法区。
加载阶段
通过类加载器将class文件加载到内存中生成class对象。
类加载器有三类,从上到下依次是启动类加载器(加载核心类库rt.jar下的类)、扩展类加载器(加载扩展包类库比如ext目录下的类)、应用程序类加载器。
双亲委派机制:类加载器收到类加载请求时,现将该类委托给父类加载器加载,父类加载器判断是否可以加载该类以及该类是否被加载,如果可以加载则直接加载,否则交给子类尝试加载。
好处:防止重复加载、防止核心类库被修改。
链接阶段
验证
验证加载的class文件的正确性。
准备
为静态变量分配内存并赋初始值。
解析
将常量池的符号引用转化为直接引用。
比如类中某个方法用到了System.out...,System在类文件中暂时用符号引用表示,在解析阶段就会转为直接应用,即指向方法区中System的具体地址。
初始化阶段
执行静态变量的赋值操作与静态代码块。
运行时数据区

PC寄存器
生命周期与线程一致。
存储执行引擎要执行的下一条字节码指令的地址。
CPU从执行A线程到执行B线程再回到执行A线程时,通过PC寄存器可以从上一次执行的位置继续执行。
虚拟机栈
生命周期与线程一致。
java的方法执行在虚拟机栈中进行,方法的调用对应栈帧的入栈,方法执行结束对应栈帧的出栈。
栈帧中保存局部变量等值。
如果虚拟机栈的大小可以动态扩展,当栈内存不足申请内存时如果申请失败,回报内存溢出。
如果虚拟机栈的大小是固定的,当方法不断递归调用导致大量栈帧入栈,超过虚拟机栈的固定大小时,会报栈溢出。
-Xss 虚拟机栈大小,JDK8默认固定1m
方法区
所有线程共享,生命周期与JVM一致。
JDK7及以前通过永生代实现的方法区,永生代内存在JVM中;JDK8及以后通过元空间使用方法区,元空间在本地内存中,不属于JVM内存。
局部变量的引用指向堆中对象的地址,堆中对象存在指针,指向方法区中类信息的地址。
-XX:MetaspaceSize 元空间初始内存,默认20m
-XX:MaxMetaspaceSize 元空间最大内存,默认-1,代表无限制。
方法区中保存类信息、即时编译器编译后的代码等,静态变量与字符串常量池仍在堆中。

堆区

生命周期与JVM一致。
-Xms 初始堆大小,默认物理内存/64
-Xmx 最大堆大小,默认物理内存/4
-Xmn 新生代大小,老年代=-Xmx - -Xmn
初始堆与最大堆最好设置一致,最大堆最好不超过物理内存的一半,留一半给系统和其他进程。
堆区按照垃圾回收可以分为新生代与老年代,新生代又可以分为eden区、survivor0区、survivor1区。默认新生代占三分之一,老年代占三分之二。Eden区与两个survivor区的比例为8:1:1。

当eden区满时,清理eden区与幸存者1区的垃圾对象,将两个区的存活对象放到幸存者2区,对象年龄加1;
下一次再当eden区满时,清理eden区与幸存者2区的垃圾对象,将两个区的存活对象放到幸存者1区,对象年龄加1,当存活对象的年龄到达15时,将对象放到老年代。
如果是超大对象,eden区存放不下的时候,会直接放到老年代,老年代也放不下会触发major GC,如果还是放不下,报OOM内存溢出。
Full GC:完成整个堆与方法区的垃圾回收。
Young GC、Old GC会触发STW,即暂停其他用户线程。
执行引擎
将字节码翻译成对应操作系统能够识别的机器指令。