01 JVM 内存结构
Java 虚拟机的内存空间分为 5 个部分：
- 程序计数器
- Java 虚拟机栈
- 本地方法栈
- 堆
- 方法区
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JDK 1.8 同 JDK 1.7 比，最大的差别就是：元数据区取代了永久代。元空间的本质和永久 代类似，都是对 JVM 规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元数据空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。
1.1 程序计数器（PC 寄存器）
（1）程序计数器的定义 程序计数器是一块较小的内存空间，是当前线程正在执行的那条字节码指令的地 址。若当前线程正在执行的是一个本地方法，那么此时程序计数器为 Undefined。
（2）程序计数器的作用
- 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制。
- 在多线程情况下，程序计数器记录的是当前线程执行的位置，从而当线程切换回 来时，就知道上次线程执行到哪了。
- 线程私有，每条线程都有自己的程序计数器。
- 生命周期：随着线程的创建而创建，随着线程的结束而销毁。
- 是唯一一个不会出现 OutOfMemoryError 的内存区域。
由于文章篇幅问题，部门内容将以图片展示，如有小伙伴需完整文档进行查阅观看点赞+关注之后【点击此处】即可获取！！1.2 Java 虚拟机栈（Java 栈）
（1）Java 虚拟机栈的定义 Java 虚拟机栈是描述 Java 方法运行过程的内存模型。
Java 虚拟机栈会为每一个即将运行的 Java 方法创建一块叫做“栈帧”的区域， 用于存放该方法运行过程中的一些信息，如：
- 局部变量表
- 操作数栈
- 动态链接
- 方法出口信息
- ......
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（2）压栈出栈过程 当方法运行过程中需要创建局部变量时，就将局部变量的值存入栈帧中的局部变 量表中。
Java 虚拟机栈的栈顶的栈帧是当前正在执行的活动栈，也就是当前正在执行的 方法，PC 寄存器也会指向这个地址。只有这个活动的栈帧的本地变量可以被操 作数栈使用，当在这个栈帧中调用另一个方法，与之对应的栈帧又会被创建，新 创建的栈帧压入栈顶，变为当前的活动栈帧。
方法结束后，当前栈帧被移出，栈帧的返回值变成新的活动栈帧中操作数栈的一 个操作数。如果没有返回值，那么新的活动栈帧中操作数栈的操作数没有变化。
由于 Java 虚拟机栈是与线程对应的，数据不是线程共享的，因此不用关心数据 一致性问题，也不会存在同步锁的问题。
（3）Java 虚拟机栈的特点
- 局部变量表随着栈帧的创建而创建，它的大小在编译时确定，创建时只需分配事 先规定的大小即可。在方法运行过程中，局部变量表的大小不会发生改变。
- Java 虚拟机栈会出现两种异常：StackOverFlowError 和 OutOfMemoryError。
- StackOverFlowError 若 Java 虚拟机栈的大小不允许动态扩展，那么当线程请 求栈的深度超过当前 Java 虚拟机栈的最大深度时，抛出 StackOverFlowError 异常。
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02 HotSpot 虚拟机对象探秘 2.1 对象的内存布局 在 HotSpot 虚拟机中，对象的内存布局分为以下 3 块区域：
- 对象头（Header）
- 实例数据（Instance Data）
- 对齐填充（Padding）
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【爆肝整理JVM十大模块知识点总结，不信你还不懂】（1）对象头
对象头记录了对象在运行过程中所需要使用的一些数据：
- 哈希码
- GC 分代年龄
- 锁状态标志
- 线程持有的锁
- 偏向线程 ID
- 偏向时间戳
（2）实例数据
实例数据部分就是成员变量的值，其中包括父类成员变量和本类成员变量。
（3）对齐填充
用于确保对象的总长度为 8 字节的整数倍。 HotSpot VM 的自动内存管理系统要求对象的大小必须是 8 字节的整数倍。而 对象头部分正好是 8 字节的倍数（1 倍或 2 倍），因此，当对象实例数据部 分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。 对齐填充并不是必然存在，也没有特别的含义，它仅仅起着占位符的作用
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03 垃圾收集策略与算法 程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈随线程而生，也随线程而灭；栈帧随着方法 的开始而入栈，随着方法的结束而出栈。这几个区域的内存分配和回收都具有确 定性，在这几个区域内不需要过多考虑回收的问题，因为方法结束或者线程结束 时，内存自然就跟随着回收了。而对于 Java 堆和方法区，我们只有在程序运行期间才能知道会创建哪些对象， 这部分内存的分配和回收都是动态的，垃圾收集器所关注的正是这部分内存。
3.1 判定对象是否存活
若一个对象不被任何对象或变量引用，那么它就是无效对象，需要被回收。
（1）引用计数法
在对象头维护着一个 counter 计数器，对象被引用一次则计数器 +1；若引用 失效则计数器 -1。当计数器为 0 时，就认为该对象无效了。
引用计数算法的实现简单，判定效率也很高，在大部分情况下它都是一个不错的 算法。但是主流的 Java 虚拟机里没有选用引用计数算法来管理内存，主要是因 为它很难解决对象之间循环引用的问题。
举个栗子对象 objA 和 objB 都有字段 instance，令 objA.instance = objB 并且 objB.instance = objA，由于它们互相引用着对方，导致它们的引用计数 都不为 0，于是引用计数算法无法通知 GC 收集器回收它们。
（2）可达性分析法
所有和 GC Roots 直接或间接关联的对象都是有效对象，和 GC Roots 没有关 联的对象就是无效对象。
GC Roots 是指：
- Java 虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
- 本地方法栈中引用的对象
- 方法区中常量引用的对象
- 方法区中类静态属性引用的对象
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04 HotSpot 垃圾收集器 HotSpot 虚拟机提供了多种垃圾收集器，每种收集器都有各自的特点，虽然我 们要对各个收集器进行比较，但并非为了挑选出一个最好的收集器。我们选择的 只是对具体应用最合适的收集器。
4.1 新生代垃圾收集器
（1）Serial 垃圾收集器（单线程） 只开启一条 GC 线程进行垃圾回收，并且在垃圾收集过程中停止一切用户线程 (Stop The World)。
一般客户端应用所需内存较小，不会创建太多对象，而且堆内存不大，因此垃圾 收集器回收时间短，即使在这段时间停止一切用户线程，也不会感觉明显卡顿。 因此 Serial 垃圾收集器适合客户端使用。
由于 Serial 收集器只使用一条 GC 线程，避免了线程切换的开销，从而简单高 效。
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（2）ParNew 垃圾收集器（多线程）
ParNew 是 Serial 的多线程版本。由多条 GC 线程并行地进行垃圾清理。但 清理过程依然需要 Stop The World。
ParNew 追求“低停顿时间”,与 Serial 唯一区别就是使用了多线程进行垃圾收 集，在多 CPU 环境下性能比 Serial 会有一定程度的提升；但线程切换需要额 外的开销，因此在单 CPU 环境中表现不如 Serial。
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05 内存分配与回收策略
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06 JVM 性能调优 在高性能硬件上部署程序，目前主要有两种方式：
- 通过 64 位 JDK 来使用大内存；
- 使用若干个 32 位虚拟机建立逻辑集群来利用硬件资源。
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07 类文件结构
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08 类加载的时机
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09 类加载的过程
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10 类加载器 10.1 类与类加载器
（1）判断类是否“相等” 任意一个类，都由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在 Java 虚拟机中 的唯一性，每一个类加载器，都有一个独立的类名称空间。
因此，比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前 提下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个 Class 文件，被同一个虚拟 机加载，只要加载它们的类加载器不同，那么这两个类就必定不相等。 这里的“相等”，包括代表类的 Class 对象的 equals() 方法、isInstance() 方 法的返回结果，也包括使用 instanceof 关键字做对象所属关系判定等情况。
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