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一、JVM基础系列开篇：为什么要学虚拟机？

https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/jvm_serial_00_why_learn_jvm.html

接着我想聊聊我的第二个观点：学习虚拟机是为线上排查问题打下基础。我们知道我们一个 Java 应用部署在线上机器上，肯定时不时会出现问题。除去网络、系统本身问题，很多时候 Java 应用出现问题，就是 Java 虚拟机的内存出现了问题。要么是内存溢出了，要么是 GC 频繁导致响应慢等等。

那如何解决这些问题呢？首先，你必须学会看懂日志吧。那么你就必须要看得懂 GC 日志，这是 Java 虚拟机内容的一部分。你看懂了 GC 日志，那么你就得明白什么是年轻代、老年代、永久代、元数据区等，这些就是 Java 虚拟机的内存模型。你懂了 Java 虚拟机的内存模型，那你就得知道 Java 虚拟机是如何进行垃圾回收的，它们使用的垃圾回收算法是怎样的，它们有何优缺点。接下来就是各种垃圾回收器的特性。

你看，这一切东西都是相关联的。你想要解决线上的 Java 应用崩溃问题，那么你就必须学会 GC 日志。要看懂 GC 日志，就必须学习 Java 虚拟机内存模型。要看懂 Java 虚拟机内存模型，你就要学会垃圾回收机制等等。

二、到底什么是虚拟机

https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/jvm_serial_03_the_nature_of_jvm.html

系统软件无法通用是一个常见的问题。但使用过 Java 的同学都知道，Java 代码可以在服务端（Linux 系统）运行，也可以在 Windows 系统运行，但我们并没有生成多份不同的代码。所以 Java 语言是如何做到的呢？

与其他语言不同，Java 语言并不直接将代码编译成与系统有关的机器码，而是编译成一种特定的语言规范，这种语言规范我们称之为字节码。无论 Java 程序要在 Windows 系统，还是 Mac OSX 系统，抑或是 Linux 系统，它首先都得编译成字节码文件，之后才能运行。

但即使编译成字节码文件了，各个系统还是无法明白字节码文件的内容，这时候就需要 Java 虚拟机的帮助了。Java 虚拟机会解析字节码文件的内容，并将其翻译为各操作系统能理解的机器码。

简单地说，对于同样一份 Java 源码文件，我们编译成字节码之后，无论是 Linux 系统还是 Windows 系统都不认识。这时候 Java 虚拟机就是一个翻译官，在 Linux 系统上翻译成 Linux 机器码给 Linux 系统听，在 Windows 系统上翻译成 Windows 机器码给 Windows 系统听。这样一来，Java 就实现了「Write Once，Run Anywhere」的伟大愿景了。

其实 Java 虚拟机就是一个字节码翻译器，它将字节码文件翻译成各个系统对应的机器码，确保字节码文件能在各个系统正确运行。

 三、JVM 是如何将字节码文件的内容加载到内存的（类加载机制），加载到内存之后又是如何进行数据存放的（JVM内存模型）

接下来就是运行程序并输出结果了，那么 JVM 是如何将字节码文件的内容加载到内存的（类加载机制），加载到内存之后又是如何进行数据存放的（JVM内存模型）。这个时候你应该学习：Java 类加载机制、JVM 内存模型，这时候推荐阅读下面几篇文章：

https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/jvm_serial_00_why_learn_jvm.html

接着我想聊聊我的第二个观点：学习虚拟机是为线上排查问题打下基础。我们知道我们一个 Java 应用部署在线上机器上，肯定时不时会出现问题。除去网络、系统本身问题，很多时候 Java 应用出现问题，就是 Java 虚拟机的内存出现了问题。要么是内存溢出了，要么是 GC 频繁导致响应慢等等。

那如何解决这些问题呢？首先，你必须学会看懂日志吧。那么你就必须要看得懂 GC 日志，这是 Java 虚拟机内容的一部分。你看懂了 GC 日志，那么你就得明白什么是年轻代、老年代、永久代、元数据区等，这些就是 Java 虚拟机的内存模型。你懂了 Java 虚拟机的内存模型，那你就得知道 Java 虚拟机是如何进行垃圾回收的，它们使用的垃圾回收算法是怎样的，它们有何优缺点。接下来就是各种垃圾回收器的特性。

你看，这一切东西都是相关联的。你想要解决线上的 Java 应用崩溃问题，那么你就必须学会 GC 日志。要看懂 GC 日志，就必须学习 Java 虚拟机内存模型。要看懂 Java 虚拟机内存模型，你就要学会垃圾回收机制等等。

二、到底什么是虚拟机

https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/jvm_serial_03_the_nature_of_jvm.html

系统软件无法通用是一个常见的问题。但使用过 Java 的同学都知道，Java 代码可以在服务端（Linux 系统）运行，也可以在 Windows 系统运行，但我们并没有生成多份不同的代码。所以 Java 语言是如何做到的呢？

与其他语言不同，Java 语言并不直接将代码编译成与系统有关的机器码，而是编译成一种特定的语言规范，这种语言规范我们称之为字节码。无论 Java 程序要在 Windows 系统，还是 Mac OSX 系统，抑或是 Linux 系统，它首先都得编译成字节码文件，之后才能运行。

但即使编译成字节码文件了，各个系统还是无法明白字节码文件的内容，这时候就需要 Java 虚拟机的帮助了。Java 虚拟机会解析字节码文件的内容，并将其翻译为各操作系统能理解的机器码。

简单地说，对于同样一份 Java 源码文件，我们编译成字节码之后，无论是 Linux 系统还是 Windows 系统都不认识。这时候 Java 虚拟机就是一个翻译官，在 Linux 系统上翻译成 Linux 机器码给 Linux 系统听，在 Windows 系统上翻译成 Windows 机器码给 Windows 系统听。这样一来，Java 就实现了「Write Once，Run Anywhere」的伟大愿景了。

其实 Java 虚拟机就是一个字节码翻译器，它将字节码文件翻译成各个系统对应的机器码，确保字节码文件能在各个系统正确运行。

 三、JVM 是如何将字节码文件的内容加载到内存的（类加载机制），加载到内存之后又是如何进行数据存放的（JVM内存模型）

接下来就是运行程序并输出结果了，那么 JVM 是如何将字节码文件的内容加载到内存的（类加载机制），加载到内存之后又是如何进行数据存放的（JVM内存模型）。这个时候你应该学习：Java 类加载机制、JVM 内存模型，这时候推荐阅读下面几篇文章：

Java 虚拟机内存结构    

     根据《Java 虚拟机规范》中的说法，Java 虚拟机的内存结构可以分为公有和私有两部分。公有指的是所有线程都共享的部分，指的是 Java 堆、方法区、常量池。私有指的是每个线程的私有数据，包括：PC寄存器、Java 虚拟机栈、本地方法栈。

 在 Java 虚拟机中，线程共享部分包括 Java 堆、方法区及常量池。

Java 堆指的是从 JVM 划分出来的一块区域，这块区域专门用于 Java 实例对象的内存分配，几乎所有实例对象都在会这里进行内存的分配。之所以说几乎是因为有特殊情况，有些时候小对象会直接在栈上进行分配，这种现象我们称之为「栈上分配」。这里并不深入介绍，后续有章节会介绍。

方法区指的是存储 Java 类字节码数据的一块区域，它存储了每一个类的结构信息，例如运行时常量池、字段和方法数据、构造方法等。可以看到常量池其实是存放在方法区中的，但《Java 虚拟机规范》将常量池和方法区放在同一个等级上，这点我们知晓即可。

方法区在不同版本的虚拟机有不同的表现形式，例如在 1.7 版本的 HotSpot 虚拟机中，方法区被称为永久代（Permanent Space），而在 JDK 1.8 中则被称之为 MetaSpace。

说完这几个部分的大致作用之后，我们来深入说说 Java 堆。

Java 堆根据对象存活时间的不同，Java 堆还被分为年轻代、老年代两个区域，年轻代还被进一步划分为 Eden 区、From Survivor 0、To Survivor 1 区。如下图所示。

默认的虚拟机配置，Eden：from ：to = 8:1:1 (比例划分依据：

其实这是 IBM 公司根据大量统计得出的结果。根据 IBM 公司对对象存活时间的统计，他们发现 80% 的对象存活时间都很短。于是他们将 Eden 区设置为年轻代的 80%，这样可以减少内存空间的浪费，提高内存空间利用率。)

当有对象需要分配时，一个对象永远优先被分配在年轻代的 Eden 区，等到 Eden 区域内存不够时，Java 虚拟机会启动垃圾回收。此时 Eden 区中没有被引用的对象的内存就会被回收，而一些存活时间较长的对象则会进入到老年代。在 JVM 中有一个名为 -XX:MaxTenuringThreshold 的参数专门用来设置晋升到老年代所需要经历的 GC 次数，即在年轻代的对象经过了指定次数的 GC 后，将在下次 GC 时进入老年代。

私有部分：PC寄存器、Java 虚拟机栈、本地方法栈：

除了上述所说的六大部分之外，其实在 Java 中还有直接内存、栈帧等数据结构。但因为直接内存、栈帧的使用场景还比较少，所以这里并不做介绍，以免让初学者一时间混淆。

学到这里，一个 Java 文件就加载到内存中了，并且 Java 类信息就会存储在我们的方法区中。如果创建对象，那么对象数据就会存放在 Java 堆中。如果调用方法，就会用到 PC 寄存器、Java 虚拟机栈、本地方法栈等结构。那么面对如此之多的 Java 类，JVM 是如何决定这些类的加载顺序，又是如此控制它们的加载的呢？下一节，我们讲讲 JVM 的类加载机制。

JVM 类加载机制

Java JVM怎么学习啊？从哪方面入手？

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原文地址：https://www.cnblogs.com/shay/p/12925626.html