JVM的内存机制介绍
JVM工作原理
JVM工作原理JVM（Java虚拟机）是Java程序的运行环境，它负责将Java源代码编译成可执行的字节码，并提供运行时环境来执行字节码。
JVM的工作原理涉及到类加载、内存管理、垃圾回收、即时编译等多个方面。
1. 类加载JVM通过类加载器（ClassLoader）来加载Java类。
类加载器根据类的全限定名（包括包名和类名）在类路径中查找对应的字节码文件，并将其加载到内存中。
类加载器采用双亲委派模型，即先由父类加载器尝试加载类，如果父类加载器无法加载，则由子类加载器尝试加载。
这种模型保证了类的唯一性和安全性。
2. 内存管理JVM将内存分为多个区域，包括方法区、堆、栈和程序计数器。
方法区存储类的元数据信息，如字段、方法、常量池等。
堆是存放对象实例的区域，通过垃圾回收机制来管理内存的分配和释放。
栈用于存储方法的局部变量和方法调用信息。
程序计数器用于指示当前线程执行的字节码指令。
3. 垃圾回收JVM通过垃圾回收机制自动回收不再使用的对象内存。
垃圾回收器会定期扫描堆内存，标记所有还在使用的对象，然后清理掉未被标记的对象。
常见的垃圾回收算法有标记-清除、复制、标记-整理等。
JVM还提供了不同的垃圾回收器，如Serial、Parallel、CMS、G1等，可以根据应用场景选择合适的垃圾回收器。
4. 即时编译JVM使用即时编译器（Just-In-Time Compiler）将热点代码（经常被执行的代码）编译成本地机器码，以提高执行效率。
JVM会监测程序的运行情况，根据热点代码的执行频率和调用关系进行优化编译。
即时编译器可以选择不同的编译策略，如解释执行、编译执行或混合执行。
5. 内存模型JVM定义了Java程序在多线程环境下的内存模型，保证多线程的内存可见性和有序性。
内存模型规定了线程之间如何进行通信和同步。
JVM使用主内存和工作内存的概念，线程之间的共享变量存储在主内存中，每个线程有自己的工作内存，线程对共享变量的操作先在工作内存中进行，然后通过主内存来同步和通信。
面试谈jvm原理
面试谈jvm原理Java虚拟机（JVM）是Java语言运行的基础。
JVM具有封装性、跨平台性、高度优化和可扩展性等特点，是Java应用程序的核心。
在Java的诞生初期，由于硬件环境和操作系统制约，JVM起到了垫底的作用。
而今天，JVM已经成为Java 运行效率和安全性的保障。
下面是一些我认为JVM原理面试时可能会涉及的重点：1. JVM的内存模型：JVM将内存分为堆内存和栈内存，堆内存用于存储对象实例和数组，而栈内存则用于存储方法的执行状态。
同时，JVM还有方法区和永久代的概念。
这些内存区域的大小和分配情况会影响JVM的性能和稳定性。
2. 垃圾回收机制：JVM的内存管理包括垃圾回收机制和内存分配机制。
垃圾回收机制是JVM实现自动内存管理的核心，JVM会周期性地扫描堆内存中没有被引用的对象，并自动回收它们所占用的内存。
垃圾回收机制常用的算法包括标记清除、复制和标记整理等。
3. 类加载机制：Java程序在运行时，需要将类文件中的二进制数据加载到JVM 中，才能执行相应的操作。
类加载机制将类文件加载到JVM中，并将它们解析为Java类。
类加载机制包括三个阶段：加载、链接和初始化。
4. JIT编译器：JIT（Just In Time）编译器是JVM在运行时动态优化的关键组件。
JIT编译器可以在程序运行时，根据代码的执行情况，生成本地机器代码，以提高程序的效率。
5. JVM调优：JVM的性能和稳定性很大程度上取决于JVM参数的设置和调整。
面试时，可能会涉及到如何根据系统的特点和需求，设置JVM参数以达到最佳性能和稳定性的问题。
总之，有关JVM原理的面试问题，往往涉及到JVM的内存模型、垃圾回收机制、类加载机制、JIT编译器和JVM调优等方面。
需要候选人对这些方面有比较深入的了解。
jvm原理
JVM 原理解释JVM 全称是 Java Virtual Machine ，Java 虚拟机，这个 JVM 你是看不到的，它存在内存中。
我们知道计算机的基本构成是：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，那这个 JVM 也是有这成套的元素，运算器是当然是交给硬件 CPU 还处理了，只是为了适应“一次编译，随处运行”的情况，需要做一个翻译动作，于是就用了JVM 自己的命令集，JVM 的命令集则是可以到处运行的，因为 JVM 做了翻译，根据不同的CPU ，翻译成不同的机器语言。
JVM 是一个内存中的虚拟机，那它的存储就是内存了，我们写的所有类、常量、变量、方法都在内存中。
JVM 的组成部分Class Loader 类加载器类加载器的作用是加载类文件(.class)到内存，Class Loader 加载的 class 文件是有格式要求的。
类加载的最终产品是位于运行时数据区的堆区的Class对象。
Class对象封装了类在方法区内部的数据结构。
并且向JAVA程序提供了访问类在方法区内的数据结构。
JVM加载class文件的原理机制1. Java 中的所有类，必须被装载到 JMV 中才能运行，这个装载工作是由 JVM 中的类装载器完成的，类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中。
2. Java中的类大致分为三种：a) 系统类b) 扩展类c) 由程序员自定义的类3. 类装载方式，有两种：a) 隐式装载，程序在运行过程中当碰到通过 new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中。
b) 显式装载，通过 class.forname() 等方法，显式加载需要的类。
4. 类加载的动态性体现一个应用程序总是由n多个类组成，Java 程序启动时，并不是一次把所有的类全部加载后再运行，它总是先把保证程序运行的基础类一次性加载到 JVM 中，其它类等到 JVM 用到的时候再加载，这样的好处是节省了内存的开销。
jvm堆的基本结构
jvm堆的基本结构
Java虚拟机（JVM）堆是一种重要的内存分配结构，被用来存储Java 类实例和数组，是Java内存管理的重要组成部分。
JVM堆由以下三部分组成：
1.堆栈：堆栈是一种先进后出（LIFO）的内存结构，用于存储Java对象的本地变量。
堆栈空间占用资源比较小，但容量有限，一般比较小（只支持少计数的变量）。
2.程序计数器：程序计数器是一个小巧且独立的内存结构，用于保存执行过程中当前活动线程正在执行的字节码行号。
jvm通过程序计数器控制程序运行，它不会存储任何对象。
3.垃圾回收堆：垃圾回收堆是一种用于存储对象的内存结构，一般由堆顶（Young generation），年老代（Old Generation ）和永久代（Permanent Generation）组成。
堆顶是一个存储新生成的对象的内存区域，当堆顶达到容量上限时，部分对象会被转移至年老代；而永久代则用于存放永久数据，如Java类，字段和方法。
总的来说，JVM堆是一个内存结构，用于管理Java对象。
它主要由堆栈、程序计数器和垃圾回收堆组成，通过这三个基本构建块构成JVM
堆，兼顾性能和可维护性。
JVM堆是Java内存管理的重要组成部分，其利用了可伸缩性和性能可控性，是运行Java程序的重要基础。
tomcat内存配置及配置参数详解
tomcat内存配置及配置参数详解1、jvm内存管理机制：1)堆(Heap)和⾮堆(Non-heap)内存按照官⽅的说法：“ 虚拟机具有⼀个堆，堆是运⾏时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。
堆是在 Java 虚拟机启动时创建的。
”“在JVM中堆之外的内存称为⾮堆内存(Non-heap memory)”。
可以看出JVM主要管理两种类型的内存：堆和⾮堆。
简单来说堆就是Java代码可及的内存，是留给开发⼈员使⽤的；⾮堆就是JVM留给⾃⼰⽤的，所以⽅法区、JVM内部处理或优化所需的内存(如JIT编译后的代码缓存)、每个类结构(如运⾏时常数池、字段和⽅法数据)以及⽅法和构造⽅法的代码都在⾮堆内存中。
堆内存分配JVM初始分配的堆内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；JVM最⼤分配的堆内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4。
默认空余堆内存⼩于40%时，JVM就会增⼤堆直到-Xmx的最⼤限制；空余堆内存⼤于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最⼩限制。
因此服务器⼀般设置-Xms、-Xmx 相等以避免在每次GC 后调整堆的⼤⼩。
说明：如果-Xmx 不指定或者指定偏⼩，应⽤可能会导致ng.OutOfMemory错误，此错误来⾃JVM，不是Throwable的，⽆法⽤try...catch捕捉。
⾮堆内存分配JVM使⽤-XX:PermSize设置⾮堆内存初始值，默认是物理内存的1/64；由XX:MaxPermSize设置最⼤⾮堆内存的⼤⼩，默认是物理内存的1/4。
（还有⼀说：MaxPermSize缺省值和-server -client选项相关，-server选项下默认MaxPermSize为64m，-client选项下默认MaxPermSize为32m。
这个我没有实验。
）上⾯错误信息中的PermGen space的全称是Permanent Generation space，是指内存的永久保存区域。
JVM运行机制及其原理
JVM运行机制及其原理JVM（Java Virtual Machine）是Java虚拟机的缩写，是运行Java 字节码的虚拟计算机。
它是Java平台的核心组件，负责在不同的操作系统上执行Java程序。
JVM运行机制主要包括类加载、字节码解释、即时编译、垃圾收集等过程，下面将详细介绍JVM运行机制及其原理。
1.类加载当一个Java程序被运行时，JVM会首先加载程序的主类，然后根据程序的依赖关系逐步加载相关的类。
类加载过程主要分为加载、验证、准备、解析和初始化几个阶段：-加载：通过类加载器将类文件加载到内存中。
- 验证：确保加载的类符合Java语言规范和JVM规范。
-准备：为类的静态变量分配内存并初始化为默认值。
-解析：将符号引用转换为直接引用。
-初始化：执行类的初始化方法。
2.字节码解释加载完类文件后，JVM会通过解释器将字节码文件逐条解释执行，将每条字节码翻译成对应的机器代码并执行。
这种方式简单直接，但效率较低，适用于少量代码和频繁切换的情况。
3.即时编译4.垃圾收集JVM还负责管理程序的内存，包括分配内存、回收无用内存等。
在Java中，内存是通过堆和栈来管理的，堆用于存放对象实例，栈用于存放基本数据类型和方法调用。
JVM通过垃圾收集器来管理堆内存，自动回收不再使用的对象，并将内存释放出来供其他对象使用。
5.类加载器类加载器是JVM的重要组成部分，负责加载class文件，并将其转换成JVM可以识别的数据结构。
JVM中存在多个类加载器，分为三个级别：启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。
类加载器采用双亲委派模型，当需要加载一个类时，先委托给父类加载器加载，只有当父类加载器无法找到类时，才由自己加载。
6.内存模型JVM中的内存分为程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区等几部分。
程序计数器记录当前指令执行的位置；虚拟机栈用于存放局部变量表和操作数栈；本地方法栈用于支持本地方法调用；堆用于存放对象实例；方法区用于存放类信息、静态变量等。
jvm 的原理
jvm 的原理JVM（Java Virtual Machine）是一种能够执行Java字节码的虚拟机。
它是Java技术的核心，负责将Java源代码编译为平台无关的字节码，并在不同的操作系统上执行这些字节码。
JVM的原理可以简单概括为以下几个方面：1. 类加载：JVM首先通过类加载器加载Java源代码编译生成的字节码文件。
类加载器将字节码文件加载到JVM中，并解析字节码文件的结构，创建对应的类模板。
2. 内存管理：JVM将内存划分为不同的区域，包括堆、栈、方法区等。
其中，堆是用于存储对象实例的区域，栈用于存储方法的调用栈，方法区则存储类的元数据信息。
JVM通过垃圾回收机制自动管理堆内存，释放不再使用的对象。
3. 即时编译：JVM在执行字节码时，会将热点代码（即频繁执行的代码）通过即时编译器（Just-In-Time Compiler）编译为本地机器码，以提高执行效率。
即时编译器会根据运行时的情况进行优化，如方法内联、循环展开等。
4. 解释执行：对于非热点代码，JVM会使用解释器将字节码逐条解释执行。
解释器将字节码转换为机器码并执行，但执行效率相对较低。
5. 安全机制：JVM提供了安全管理器（Security Manager）来保护系统安全。
安全管理器可以控制JVM对外部资源的访问权限，防止恶意代码对系统造成破坏。
6. 异常处理：JVM提供了异常处理机制来处理程序中的异常情况。
当程序发生异常时，JVM会根据异常处理器（Exception Handler）的配置，选择相应的处理方式，如打印异常信息、捕获并处理异常等。
7. 多线程支持：JVM支持多线程并发执行。
它通过线程调度器（Thread Scheduler）来调度各个线程的执行顺序，实现多线程的并发执行。
8. 跨平台性：由于JVM将字节码作为中间语言，可以在不同的操作系统上执行Java程序。
这使得Java具有较好的跨平台性，只需在不同平台上安装对应的JVM即可。
java jvm堆内存扩容机制以及缩容机制
一、介绍Java虚拟机（JVM）是一种能够在计算机上运行Java程序的虚拟机。
在Java应用程序运行的过程中，JVM会使用堆内存来存储对象实例。
堆内存的大小会直接影响程序的性能和稳定性。
了解JVM堆内存的扩容机制以及缩容机制对于Java开发人员来说是非常重要的。
二、堆内存的扩容机制1. 初始内存和最大内存在启动Java程序时，可以通过设置参数-Xms和-Xmx来指定JVM堆内存的初始大小和最大大小。
初始内存指定JVM堆内存的初始大小，最大内存指定JVM堆内存的最大大小。
当JVM启动时，会先分配初始内存，并且在应用程序运行中达到初始内存的上限时，堆内存会自动扩容。
当堆内存扩容达到最大内存时，程序会抛出内存溢出错误。
2. 自动扩容JVM堆内存的自动扩容是由垃圾回收器（GC）来完成的。
当堆内存中的对象实例占用的空间超过了当前内存的剩余空间时，GC会触发一次垃圾回收操作，释放部分无用对象实例的内存空间，从而使堆内存得以扩容。
这种自动扩容机制可以有效地避免了由于堆内存空间不足而导致的程序性能下降或者程序崩溃的情况。
三、堆内存的缩容机制1. 内存回收JVM堆内存的缩容机制是由GC和虚拟机内部的内存管理器来完成的。
当堆内存中的对象实例占用的空间下降到一定程度时，内存管理器会自动触发一次内存回收操作，将不再使用的内存空间释放出来，从而使堆内存得以缩容。
这种自动缩容机制可以帮助程序及时释放不再使用的内存空间，提高堆内存的利用率，从而提升程序的性能和稳定性。
2. 手动内存回收除了自动内存回收之外，开发人员也可以通过调用System.gc()方法手动触发一次垃圾回收操作，来释放不再使用的内存空间。
这种手动的内存回收操作也可以帮助程序及时释放内存空间，提高程序的性能和稳定性。
四、总结JVM堆内存的扩容机制和缩容机制是保障Java程序高性能和稳定运行的重要环节。
通过合理设置初始内存和最大内存参数，以及合理使用垃圾回收器和内存管理器，可以有效地管理JVM堆内存的扩容和缩容，从而提高程序的性能和稳定性。
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本文分为两个部分：1，JVM specification s(JVM规范) 对JVM内存的描述2，Sun的JVM的内存机制。
JVM specification对JVM内存的描述首先我们来了解JVM specification中的JVM整体架构。
如下图：主要包括两个子系统和两个组件： Class loader(类装载器) 子系统，Execution engine(执行引擎) 子系统；Runtime data area (运行时数据区域)组件， Native interface(本地接口)组件。
Class loader子系统的作用：根据给定的全限定名类名(如ng.Object)来装载class文件的内容到 Runtime data area中的method area(方法区域)。
Javsa程序员可以extends ng.ClassLoader类来写自己的Class loader。
Execution engine子系统的作用：执行classes中的指令。
任何JVM specification实现(JDK)的核心是Execution engine，换句话说：Sun 的JDK 和IBM的JDK好坏主要取决于他们各自实现的Execution engine的好坏。
每个运行中的线程都有一个Execution engine的实例。
Native interface组件：与native libraries交互，是其它编程语言交互的接口。
Runtime data area 组件：这个组件就是JVM中的内存。
下面对这个部分进行详细介绍。
Runtime data area的整体架构图Runtime data area 主要包括五个部分：Heap (堆), Method Area(方法区域), Java Stack(java的栈), Program Counter(程序计数器), Native method stack(本地方法栈)。
Heap 和Method Area是被所有线程的共享使用的；而Java stack, Program counter 和Native method stack是以线程为粒度的，每个线程独自拥有。
HeapJava程序在运行时创建的所有类实或数组都放在同一个堆中。
而一个Java虚拟实例中只存在一个堆空间，因此所有线程都将共享这个堆。
每一个java程序独占一个JVM实例，因而每个java程序都有它自己的堆空间，它们不会彼此干扰。
但是同一java程序的多个线程都共享着同一个堆空间，就得考虑多线程访问对象（堆数据）的同步问题。
（这里可能出现的异常ng.OutOfMemoryError: Java heap space）Method area在Java虚拟机中，被装载的class的信息存储在Method area的内存中。
当虚拟机装载某个类型时，它使用类装载器定位相应的class文件，然后读入这个class文件内容并把它传输到虚拟机中。
紧接着虚拟机提取其中的类型信息，并将这些信息存储到方法区。
该类型中的类（静态）变量同样也存储在方法区中。
与Heap 一样，method area是多线程共享的，因此要考虑多线程访问的同步问题。
比如，假设同时两个线程都企图访问一个名为Lava的类，而这个类还没有内装载入虚拟机，那么，这时应该只有一个线程去装载它，而另一个线程则只能等待。
（这里可能出现的异常ng.OutOfMemoryError: PermGen full）Java stackJava stack以帧为单位保存线程的运行状态。
虚拟机只会直接对Java stack执行两种操作：以帧为单位的压栈或出栈。
每当线程调用一个方法的时候，就对当前状态作为一个帧保存到java stack中(压栈)；当一个方法调用返回时，从java stack弹出一个帧(出栈)。
栈的大小是有一定的限制，这个可能出现StackOverFlow问题。
下面的程序可以说明这个问题。
public class TestStackOverFlow {public static void main(String[] args) {Recursive r = new Recursive();r.doit(10000);// Exception in thread "main"ng.StackOverflowError}}class Recursive {public int doit(int t) {if (t <= 1) {return 1;}return t + doit(t - 1);}}Program counter每个运行中的Java程序，每一个线程都有它自己的PC寄存器，也是该线程启动时创建的。
PC寄存器的内容总是指向下一条将被执行指令的饿“地址”，这里的“地址”可以是一个本地指针，也可以是在方法区中相对应于该方法起始指令的偏移量。
Native method stack对于一个运行中的Java程序而言，它还能会用到一些跟本地方法相关的数据区。
当某个线程调用一个本地方法时，它就进入了一个全新的并且不再受虚拟机限制的世界。
本地方法可以通过本地方法接口来访问虚拟机的运行时数据区，不止与此，它还可以做任何它想做的事情。
比如，可以调用寄存器，或在操作系统中分配内存等。
总之，本地方法具有和JVM相同的能力和权限。
(这里出现JVM无法控制的内存溢出问题native heap OutOfMemory )Sun JVM中对JVM Specification的实现（内存部分）JVM Specification只是抽象的说明了JVM实例按照子系统、内存区、数据类型以及指令这几个术语来描述的，但是规范并非是要强制规定Java虚拟机实现内部的体系结构，更多的是为了严格地定义这些实现的外部特征。
Sun JVM实现中：Runtime data area(JVM 内存) 五个部分中的Java Stack , Program Counter, Native method stack三部分和规范中的描述基本一致；但对Heap 和 Method Area进行了自己独特的实现。
这个实现和Sun JVM 的Garbage collector（垃圾回收）机制有关，下面的章节进行详细描述。
垃圾分代回收算法（Generational Collecting）基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。
把对象分为年青代、年老代、持久代，对不同生命周期的对象使用不同的算法（上述方式中的一个）进行回收。
现在的垃圾回收器（从J2SE1.2开始）都是使用此算法的。
如上图所示，为Java堆中的各代分布。
1. Young（年轻代）JVM specification中的 Heap的一部份年轻代分三个区。
一个Eden区，两个Survivor区。
大部分对象在Eden区中生成。
当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当这个Survivor去也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制“年老区(Tenured)”。
需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor去过来的对象。
而且，Survivor区总有一个是空的。
2. Tenured（年老代）JVM specification中的 Heap的一部份年老代存放从年轻代存活的对象。
一般来说年老代存放的都是生命期较长的对象。
3. Perm（持久代）JVM specification中的 Method area用于存放静态文件，如今Java类、方法等。
持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或者调用一些class，例如Hibernate等，在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新增的类。
持久代大小通过-XX:MaxPermSize=进行设置。
浅谈SUN JVM内存管理与应用服务器的优化之SUN JVM内存管理文章分类:Java编程关键字: j2ee作者：Jason S.H.Chen名词解释：JVM（Java Virtual Machine）：Java虚拟机，所有的Java程序都在Java虚拟机中运行。
元数据：在本文中指用于描述类和接口定义的数据。
在我做J2EE系统开发的工作生涯中，经常遇到技术人员或客户发出诸如此类的感慨：我的J2EE应用系统处理的数据量不大，系统体积也不大，技术架构也没有问题，我的应用服务器的内存有4G或8G；系统运行起来很慢，还经常出现内存溢出错误。
真是无奈！每次遇到这样的情况，我心中都会忍不住窃笑之。
其实他们所遇到这种情况，不是技术架构上的问题，不是系统本身的问题，也不是应用服务器的问题，也可能不是服务器的内存资源真的不足的问题。
他们花了很多时间在J2EE应用系统本身上找问题（当然一般情况下，这种做法是对的；当出现问题时，在自身上多找找有什么不足），结果还是解决不了问题。
他们却忽略了很重要的一点：J2EE应用系统是运行在J2EE应用服务器上的，而J2EE 应用服务器又是运行在JVM（Java Virtual Machine）上的。
其实在生产环境中JVM参数的优化和设置对J2EE应用系统性能有着决定性的作用。
本篇我们就来分析JAVA的创建者SUN 公司的JVM的内存管理机制（在现实中绝大多数的应用服务器是运行在SUN公司的JVM上的，当然除了SUN公司的JVM，还有IBM的JVM，Bea的JVM等）；下篇咱们具体讲解怎样优化JVM的参数以达到优化J2EE应用的目的。
咱们先来看JVM的内存管理制吧，JVM的早期版本并没有进行分区管理；这样的后果是JVM进行垃圾回收时，不得不扫描JVM所管理的整片内存，所以搜集垃圾是很耗费资源的事情，也是早期JAVA程序的性能低下的主要原因。
随着JVM的发展，JVM引进了分区管理的机制。
采用分区管理机制的JVM将JVM所管理的所有内存资源分为2个大的部分。
永久存储区（Permanent Space）和堆空间（The Heap Space）。
其中堆空间又分为新生区（Young (New) generation space）和养老区（Tenure (Old) generation space），新生区又分为伊甸园（Eden space），幸存者0区（Survivor 0 space）和幸存者1区（Survivor 1 space）。