Java之黑暗森林 - JVM

一直以来，JVM是Java开发者进阶过程必然要遇到的一块知识点。JVM离绝大多数开发者的实际工作还是比较远的，让人感觉是一个华而不实的东西。或者说有某一类群体，学习JVM就是为了面试，而且是以机械背诵的方式来学习JVM的，这都已经背离了学习一个知识的初衷.

• 什么是JVM
• JVM主要解决了哪些问题？
• JVM点滴

什么是JVM

JVM是一种将高级语言转位机器码的一种工具，目前支持的语言有Java, Clojure, Kotlin, Scala, Groovy.
当从整体上讨论JVM的时候，有两种角度

• JVM规范
• JVM实现

在Java的世界里, JVM主要干了两件事（本文以下的讨论都以Java为基础）

• 将Java文件转为Class文件
• 将Class文件转为机器码

这两件事描述起来很简单，但从实践角度来说，有很多的细节和技巧，根据我前面提到过的“又快又好”的指标，JVM的目标是如何又快又好的干这两件事.

JVM主要解决了哪些问题?

JVM要解决Java开发过程中遇到的所有问题，比如泛型，异常，基本类型等等，根据二八法则，这里我只讨论一些大的问题，其余琐碎的问题以后单独再聊.

内存的分配

这个问题是个通用的问题，可以简单的描述为：如何将有限的资源合理的分配给各种各样的消费者？或者这个问题接近于现实中的情况：如何将土地和财富分配给社会各阶层的人？

所以内存分配的第一个问题，就是要搞清楚: Java里面占用内存资源的有哪几类要素？如图所示

• 线程共享
  • 堆
    • 存放new出来的对象
    • 数组
  • 方法区
    • 类信息
      • class文件常量池
    • 静态变量
    • 常量信息
• 线程不共享
  • 程序计数器
    • 程序计数器是记录的字节码的地址信息。每个线程都有自己的程序计数器，当线程的CPU时间片耗尽挂起之后，需要记录字节码的执行位置，当再次获取到时间片之后，可以从上次的位置继续执行。这个功能是必要的，好比我们看完书的一段章节之后，会将这一页折一下或者用笔做个标注.
    • 执行Native方法的时候，程序计数器没有值，因为本地方法不是基于字节码来实现的.
  • 虚拟机栈
    • 符合栈的特性：先进后出
    • 栈帧 - 方法级别的概念，简单来说，方法执行之前栈帧入栈，方法执行完毕，栈帧出栈。
    • 栈顶的元素通常称为当前栈帧，里面与之相关的方法称之为当前方法.
  • 本地方法栈 - 和虚拟机栈大体类似，但处理的对象不同，本地方法栈处理的是本地方法
    • 没有栈帧的概念

内存的回收

一个消费者资源使用完了，就需要回收，以便给其他消费者使用。

锁

类文件是如何加载的

JVM 点滴