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1.java程序的執(zhí)行過程

     java源文件->解析器->class文件->java類加載器->java運行時數(shù)據(jù)區(qū)->執(zhí)行引擎

2.我們接下來看一下java運行時數(shù)據(jù)區(qū)

     包含程序計數(shù)器,虛擬機(jī)棧,本地方法棧,方法區(qū),堆,其中程序計數(shù)器,虛擬機(jī)棧,本地方法區(qū)屬于指令,方法區(qū)和堆屬于數(shù)據(jù)。

 一、程序計數(shù)器

       用來指示程序執(zhí)行哪一條指令,這跟匯編語言的程序計數(shù)器的功能在邏輯上是一樣的。JVM規(guī)范中規(guī)定，如果線程執(zhí)行的是非native方法，則程序計數(shù)器指向的是當(dāng)前線程正在執(zhí)行的字節(jié)碼指令的地址和行號，如果線程執(zhí)行的是native方法，則程序計數(shù)器中的值undefined。每個線程都有自己獨立的程序計數(shù)器。為什么呢？因為多線程下，一個CPU內(nèi)核同一時間只會執(zhí)行一條線程中的指令，因此為了使每個線程在線程切換之后能夠恢復(fù)到切換之前的程序執(zhí)行的位置，所以每個線程都有自己獨立的程序計數(shù)器。

二、Java虛擬機(jī)棧(VM Stack）

     java虛擬機(jī)棧中存放的是一個個棧幀,棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是用來存放數(shù)據(jù)的,所以虛擬機(jī)棧也是用來存放數(shù)據(jù)的。存儲當(dāng)前線程運行方法是所需要的  數(shù)據(jù),指令和返回地址。當(dāng)程序執(zhí)行一個方法時,就會創(chuàng)建一個棧幀并壓入棧中,執(zhí)行完畢,則會從棧幀中移除棧。虛擬機(jī)棧中有:局部變量表,操作數(shù)棧,動態(tài)鏈接,方法出口。

       局部變量表:

             存放局部變量的表,java的基本的數(shù)據(jù)類型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double),對象的引用（reference類型，它不等同于對象本身，可能是一個指向?qū)ο笃鹗嫉刂返囊弥羔?，也可能是指向一個代表對象的句柄或其他與此對象相關(guān)的位置）和returnAddress類型（指向了一條字節(jié)碼指令的地址），其中64位長度的long和double類型的數(shù)據(jù)會占用2個局部變量空間（Slot），其余的數(shù)據(jù)類型只占用1個。局部變量表的大小在編譯器就可以確定其大小了，因此在程序執(zhí)行期間局部變量表的大小是不會改變的。在Java虛擬機(jī)規(guī)范中，對這個區(qū)域規(guī)定了兩種異常狀況：如果線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的深度，將拋出StackOverflowError異常；如果虛擬機(jī)?？梢詣討B(tài)擴(kuò)展（當(dāng)前大部分的Java虛擬機(jī)都可動態(tài)擴(kuò)展，只不過Java虛擬機(jī)規(guī)范中也允許固定長度的虛擬機(jī)棧），如果擴(kuò)展時無法申請到足夠的內(nèi)存，就會拋出OutOfMemoryError異常。

        操作數(shù)棧:

           虛擬機(jī)把操作數(shù)棧作為它的工作區(qū)，程序中的所有計算過程都是在借助于操作數(shù)棧來完成的，大多數(shù)指令都要從這里彈出數(shù)據(jù)，執(zhí)行運算，然后把結(jié)果壓回操作數(shù)棧。

             JVM將內(nèi)存劃分為6個部分：PC寄存器（也叫程序計數(shù)器）、虛擬機(jī)棧、堆、方法區(qū)、運行時常量池、本地方法棧

• PC寄存器（程序計數(shù)器）：用于記錄當(dāng)前線程運行時的位置，每一個線程都有一個獨立的程序計數(shù)器，線程的阻塞、恢復(fù)、掛起等一系列操作都需要程序計數(shù)器的參與，因此必須是線程私有的。

• java 虛擬機(jī)棧：在創(chuàng)建線程時創(chuàng)建的，用來存儲棧幀，因此也是線程私有的。java程序中的方法在執(zhí)行時，會創(chuàng)建一個棧幀，用于存儲方法運行時的臨時數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，包括局部變量表、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接、方法出口等信息。這些棧幀就存儲在棧中。如果棧深度大于虛擬機(jī)允許的最大深度，則拋出StackOverflowError異常。

  • 局部變量表：方法的局部變量列表，在編譯時就寫入了class文件
  • 操作數(shù)棧：int x = 1; 就需要將 1 壓入操作數(shù)棧，再將 1 賦值給變量x

• java堆：java堆被所有線程共享，堆的主要作用就是存儲對象。如果堆空間不夠，但擴(kuò)展時又不能申請到足夠的內(nèi)存時，則拋出OutOfMemoryError異常。

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• 方法區(qū)：方發(fā)區(qū)被各個線程共享，用于存儲靜態(tài)變量、運行時常量池等信息。

• 本地方法棧：本地方法棧的主要作用就是支持native方法，比如在java中調(diào)用C/C++

     六、垃圾回收機(jī)制:

    (2)、可達(dá)性分析

    設(shè)立若干根對象（GC Root），每個對象都是一個子節(jié)點，當(dāng)一個對象找不到根時，就認(rèn)為該對象不可達(dá)。

    3、怎么回收？

•         標(biāo)記——清除算法
•        復(fù)制算法
•        分代算法

      (1)、標(biāo)記——清除算法

      遍歷所有的GC Root，分別標(biāo)記處可達(dá)的對象和不可達(dá)的對象，然后將不可達(dá)的對象回收。

      缺點是：效率低、回收得到的空間不連續(xù)

      (2)、復(fù)制算法

     將內(nèi)存分為兩塊，每次只使用一塊。當(dāng)這一塊內(nèi)存滿了，就將還存活的對象復(fù)制到另一塊上，并且嚴(yán)格按照內(nèi)存地址排列，然后把已使用的那塊內(nèi)存統(tǒng)一回   收。

       優(yōu)點是：能夠得到連續(xù)的內(nèi)存空間 
       缺點是：浪費了一半內(nèi)存

      (3)、分代算法

     在java中，把內(nèi)存中的對象按生命長短分為：

•      新生代：活不了多久就go die 了，比如局部變量
•      老年代：老不死的，活的久但也會go die，比如一些生命周期長的對象
•      永久代：千年王八萬年龜，不死，比如加載的class信息
•      有一點需要注意：新生代和老年代存儲在java虛擬機(jī)堆上 ；永久代存儲在方法區(qū)上

     補(bǔ)充：java finalize()方法：

    在被GC回收前，可以做一些操作，比如釋放資源。有點像析構(gòu)函數(shù)，但是一個對象只能調(diào)用一次finalize()方法。