本章知识点
1.JVM启动流程
2.JVM基本结构
3.内存模型
4.编译和解释运行的概念
JVM启动流程
JVM基本结构
在Chapter - 1中介绍过，JVM是使用软件模拟java字节码的指令集，jvm有自己的类加载机制，将编译好的class文件加载到内存中，内存分成了多个不同的块（方法区，Java堆，Java栈，本地方法栈），每个块有自己的功能。
JVM基本结构
■ 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
- 执行本地方法时，PC的值为undefined
■ 方法区
- 保存装载的类信息：类型的常量池，字段、方法信息，方法字节码。
- 通常和永久区(Perm)关联在一起，永久区保存相对静止，少改变的信息。
■ Java堆
- 和程序开发密切相关
- 应用系统new出来对象都保存在Java堆中
- 所有线程共享Java堆
- 对分代GC来说，堆也是分代的
- GC的主要工作区间
- 数据结构，先进后出
■ Java栈
- 线程私有
- 栈由一系列帧组成（因此Java栈也叫做帧栈）
- 帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针
- 每一次方法调用创建一个帧，并压栈
- 局部变量表 包含参数和局部变量
- 函数调用组成帧栈
- 操作数栈（Java没有寄存器，所有参数传递使用栈，在系统中称为操作数栈）
- 栈上分配
• 小对象（一般几十个bytes），在没有逃逸的情况下，可以直接分配在栈上，栈的内存空间比堆小很多
• 直接分配在栈上，可以自动回收，减轻GC压力
• 大对象或者逃逸对象无法栈上分配
- 数据结构：先进后出
■ 栈，堆，方法区交互
■ 内存模型
- 每一个线程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
■ 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
- 在本线程内，操作都是有序的
- 在线程外观察，操作都是无序的。（指令重排 或 主内存同步延时）
■ 指令重排
- 线程内串行语义
•写后读 a = 1;b = a; 写一个变量之后，再读这个位置。
•写后写 a = 1;a = 2; 写一个变量之后，再写这个变量。
•读后写 a = b;b = 1; 读一个变量之后，再写这个变量。
•以上语句不可重排（在一个线程中，不管指令怎么变化，不改变执行结果，不改变语义，就可指令重排）
•编译器不考虑多线程间的语义
•可重排： a=1;b=2;
■ 指令重排 - 破坏线程间的有序性
■ 指令重排 - 保证有序性的方法
■ 指令重排的基本原则
- 程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性
- volatile规则：volatile变量的写，先发生于读
- 锁规则：解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
- 传递性：A先于B，B先于C 那么A必然先于C
- 线程的start方法先于它的每一个动作
- 线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）
- 线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码
- 对象的构造函数执行结束先于finalize()方法
■ 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 Just In Time及时编译）
- 将字节码编译成机器码
- 直接执行机器码
- 运行时编译
- 编译后性能有数量级的提升
JVM 基本结构 - 内存模型
Java栈 - 也是局部变量表，包含参数和局部变量
静态方法和实例方法（非静态方法）：实例方法的第一个槽位是this（对象的引用），占一个槽位。
内存泄露
Java中，new对象是在java堆中进行的，但是new出来的对象不用了，就需要手动的来删掉，删掉几十个可能比较简单，但是删掉成千上万的都比较麻烦了，当出现分配了内存，但是没有使用的情况，这个叫做内存泄露。
堆上分配内存，每次都需要手动去清理，非常麻烦，而且会出现内存泄露的情况，栈上分配，函数调用完成就会自动清理，永远不会出现内存泄露的情况，栈上保存的是局部变量。
解释执行和编译执行
编译执行比解释执行快10倍左右
