Ⅰ、什么是JVM

• JVM：Java Virtual Machine，JAVA程序运行时的环境。

• 优势：1、一次代码编写，到处运行；2、自动内存管理，垃圾回收机制；3、数组越界检查。

  
  

Ⅱ、内存结构

1、整体架构

2、程序计数器

• 作用：用于保存JVM中下一条所要执行的指令的地址；
• 特点：a、线程私有；b、不会存在溢出；

3、虚拟机栈

• 定义：Java虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型，是每个线程独有的；
• 每个方法执行的时候，Java虚拟机都会同步创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
• 每个线程当前只能有一个活动栈帧，对应于当前执行的方法。

3.1 问题辨析

• 1、垃圾回收机制是否涉及到栈内存？
  • 不涉及。因为虚拟机栈是由一个个栈帧组成的，待方法执行完毕之后，对应的栈帧就会弹栈，所以无需垃圾回收机制；
• 2、栈内存分配越大越好？
• 不一定。在物理内存一定的情况下，如果栈内存分配的越大，当前线程可执行的递归次数相应变大，但是同时存在的线程数目会减少。
• 3、方法内的局部变量是否线程安全？
  • 不一定。如果线程的局部变量没有逃离方法的作用范围，是安全的；
  • 但是如果线程的局部变量引用了对象，并且逃离了方法的作用范围，是需要考虑线程安全的。

3.2 栈内存溢出

• Java.lang.stackOverflowError:栈内存溢出；
• 原因：1、虚拟机栈中，栈帧过多；2、每个栈帧所占用过大；

4、本地方法栈

• 一些带有native关键字的方法就是需要JAVA去调用本地的C或者C++方法，因为JAVA有时候没法直接和操作系统底层交互，所以需要用到本地方法

5、堆

• 在Java中所有对象的实例化都是在堆中分配内存；
• 所有线程共享，堆内存中的对象需要考虑线程安全问题；
• 有垃圾回收机制。

6、方法区

• 用于存储已经被虚拟机加载的类型的信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存数据等；

  
  

6.1 常量池与运行时常量池

• 常量池就是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型和字面量信息；
• 运行时常量池：运行时常量池是方法区的一部分。常量池是被记录在Class文件中，当类被加载后，这部分内容将被加载到运行时常量池。

6.2 串池(String Table)

• 串池的位置：在JVM1.6中串池位于常量池中，而对于JVM1.8,串池被分配到堆内存当中。
• 利用串池的机制，可以避免重复创建字符串对象；
• 字符串变量的拼接底层是利用了StringBuilder；
• 字符串常量拼接的是在编译阶段编译器进行了优化；
• 可以使用intern方法，主动将串池中还没有的字符串对象放入串池中；
  • 在1.8中调用字符串对象的intern方法，会将该字符串尝试放入到串池中。如果串池中没有该字符串对象，则放入成功；如果串池中存在该字符串对象，放入失败，返回串池中的字符串对象；
  • 而在1.6中，会将字符串尝试放入串池中，如果有不会放入，返回串池中的对象；如果没有，会把该对象拷贝一份，放入串池中，并返回串池中的对象。

6.3 String Table调优

• 由于StringTable是由HashTable实现的，所以可以适当的增加其中的桶个数，来减少哈希计算时产生的碰撞次数。

7. 直接内存

• 属于操作系统，常见于NIO操作时用于数据缓冲区；
• 分配回收成本高，但是读写性能好；
• 不受JVM内存回收管理。

7.1 文件读写流程

• 使用了DirectBuffer

  
  
• 直接内存是操作系统和Java代码都可以访问的一块区域，无需将代码从系统内存复制到Java堆内存，从而提高了读写效率。