一、认识jvm
JVM是Java Virtual Machine的简称。意为Java虚拟机
虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统
例如：VMWare、Visual Box、JVM
VMWare或者Visual Box都是使用软件模拟物理CPU的指令集
JVM使用软件模拟Java 字节码的指令集
JVM的编译：
javap -c的指令是将一段二进制代码转换为汇编的格式。
二、JVM运行机制
JVM启动流程
JVM基本结构
类加载器系统：classloader将class文件加载到jvm的内存空间中
本地方法栈：native标识的方法
pc寄存器：每个线程拥有一个pc寄存器，在线程创建时创建，指向下一条指令的地址。
方法区：主要保存的就是类的相关信息，类型的常量池，字段、方法信息，方法字节码。通常和永久区关联在一起。
java堆：
- 1、和程序开发密切相关
- 2、应用系统对象都保存在Java堆中
- 3、所有线程共享Java堆
- 4、对分代GC来说，堆也是分代的
- 5、GC的主要工作区间
java栈：
- 1、线程私有
- 2、栈由一系列帧组成（因此Java栈也叫做帧栈）
- 3、帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针
- 4、每一次方法调用创建一个帧，并压栈
图说明：上方右边显示了100+98的过程，数据利用操作数栈临时保存。
Java栈 – 栈上分配
1、小对象（一般几十个bytes），在没有逃逸的情况下（栈是线程私有的，如果对于全局的变量就不能分配在栈上），可以直接分配在栈上
2、直接分配在栈上，可以自动回收（不需要GC清理），减轻GC压力
3、大对象或者逃逸对象无法栈上分配。
jvm内存模型
每一个线程都有一个工作内存和主存独立
工作内存存放主存中变量的值的拷贝。
1、当数据从主内存复制到工作存储时，必须出现两个动作：第一，由主内存执行的读（read）操作；第二，由工作内存执行的相应的load操作；当数据从工作内存拷贝到主内存时，也出现两个操作：第一个，由工作内存执行的存储（store）操作；第二，由主内存执行的相应的写（write）操作
2、每一个操作都是原子的，即执行期间不会被中断
3、对于普通变量，一个线程中更新的值，不能马上反应在其他变量中，如果需要在其他线程中立即可见，需要使用 volatile 关键字
volatile的说明：
public class Test extends Thread {
private volatile boolean stop = true;
public void stopme() {
stop = false;
}
@Override
public void run() {
int i = 0;
while (stop) {
i++;
}
System.out.println("停止" + i);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Test t = new Test();
t.start();
Thread.sleep(1000);
t.stopme();
}
}上述代码的运行结果是：线程会结束。如果stop变量不使用volatile声明，则不会结束，因为线程永远适用的是拷贝到自己工作空间的值，而这个stop标识一直为true。
可见性：
一个线程修改了变量，其他线程可以立即知道
保证可见性的方法：
- volatile
- synchronized （unlock之前，写变量值回主存）
- final(一旦初始化完成，其他线程就可见)
有序性：
在本线程操作内，操作都是有序的；（从结果看保证的结果是一致的）
而在线程外，操作都是无序的。产生这个的原因是指令重排或者主内存同步延时。
指令重排的基本原则
- 1、程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性
- 2、volatile规则：volatile变量的写，先发生于读
- 3、锁规则：解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
- 4、传递性：A先于B，B先于C 那么A必然先于C
- 5、线程的start方法先于它的每一个动作
- 6、线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）
- 7、线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码
- 8、对象的构造函数执行结束先于finalize()方法
字节码运行的两种方式：
解释运行
- 解释执行以解释方式运行字节码
- 解释执行的意思是：读一句执行一句
编译运行（JIT）
- 将字节码编译成机器码
- 直接执行机器码
- 运行时编译（也就是运行前先将字节码编译成机器码）
- 编译后性能有数量级的提升
