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一、jdk、jre、jvm之间的关系
从广义上讲，运行于java虚拟机上的语音及其相关的程序都属于java技术体系中的一员。Sun官方所定义的java技术体系包括以下几个组成部分:
- 1 java程序设计语言
- 2 各种硬件平台上的java虚拟机
- 3 Class文件格式
- 4 Java API 类库
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5 第三方Java类库
把Java程序设计语言、java虚拟、javaAPI类库这三部分统称为JDK。把JavaAPI类库中的JavaSE API子集和Java虚拟机这两部分统称为JRE.JRE是java程序运行的标准环境。Jvm: Java Virtual Machine java虚拟机。三者之间关系图。
二、Java虚拟机内存管理
虚拟机在执行java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁的时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁。
方法区:存储运行时常量池，已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。
Java堆:存储对象实例。
2.2线程独占区
本地方法栈:为jvm所调用到的Native脚本地方法服务。
虚拟机栈:存放方法运行时所需的数据，成为栈帧。
程序计数器:记录当前线程所执行的字节码的行号。
三、程序计数器
程序计数器是一块较小的内存空间，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。程序计数器处于线程独占区。
如果线程执行的是Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址。如果正在执行的是native方法，这个计数器的值为undefined。此区域是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。
四、虚拟机栈
虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会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。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
局部变量表:存放编译期可知的各种基本数据类型，引用类型，returnAddress类型。
局部变量表在内存空间的编译期完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧分配多少内存是固定的，在方法运行期间是不会改变局部变量表的大小。
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展，只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
五、本地方法栈
与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行java方法(也就是字节码)服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。
六、Java堆
存放对象事例。垃圾收集器管理的主要区域，新生代，老年代。Eden空间。通过-Xmx -Xms参数来控制堆内存的大小。如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
七、方法区
存储虚拟机加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码等数据。方法区并不等价于永久代。这区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和堆类型的卸载。
八、运行时常量池
方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外。还有一项信息是常量池。用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，者部分内存将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。比如String str =”abc”。
九、直接内存:
并不是虚拟机运行时数据区的一部分。也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域。新加入了NIO类，引入了一个基于通道和缓冲区的I/O方式，它可以使用Native函数库直接分配堆外内存，然后通过一个存储在java堆中的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作。
对象的创建
对象的创建主要分四部分：1.给对象分配内存 2.线程安全性问题 3.初始化对象 4.执行构造方法
线程安全问题：对象创建在虚拟机中是非常频繁的行为，即使是仅仅修改一个指针所指向的位置，在并发情况下也并不是线程安全的，可能出现正在给对象A分配内存，指针还没来得及修改，对象B又同时使用了原来的指针来分配内存的情况。
方案一：一种是对分配内存空间的动作进行同步处理，实际上虚拟机采用CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性。
方案二:把内存分配的动作按照线程划分在不同的空间之中进行，即每个线程在Java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer,TLAB）。哪个线程要分配内存，就在哪个线程的TLAB上分配，只有TLAB用完并分配新的TLAB时，才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以通过-XX：+/-UseTLAB参数来设定。
执行构造方法:虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例，如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分代年龄等信息。
对象的内存布局
在HotSpot虚拟机中，对象在内存中存储的布局可以分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（Instance Data）和对齐填充（Padding）。
1.Header(对象头)包含两部分信息，第一部分用于存储对象自身的运行时数据(Mark Word) 哈希码 GC分代年龄 锁状态标志 线程持有的锁，偏向线程ID 偏向时间戳。根据锁的状态不同，把这个对象头区域记录不同的信息，
2.类型指针：即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
3.InstanceData:是对象真正存储的有效数据。也是在程序代码中所定义的各种类型的字段内容。这部分的存储顺序会受到虚拟机分配策略参数和字段在java源码中定义顺序的影响。
4.Padding:对齐填充并不是必然存在的，它仅仅起着占位符的作用。
对象的访问和定位
Java程序需要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。由于reference类型在java虚拟机规范中只规定一个指向对象的引用，并没有定义这个引用应该通过何种方式去定位、访问堆中的对象的具体位置，所以对象访问方式也是取决于虚拟机实现而定的。目前主流的访问方式有句柄和直接指针两种。
1.使用句柄:如果使用句柄访问的话，那么java堆中将会划分一块内存来作为句柄池，reference中存储的就是对象的句柄地址，而句柄包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。
