JVM架构概述
类加载子系统：将编译好的.class文件加载到JVM中
运行时数据区：存储运行过程中产生的数据
执行引擎：即时编译器-将java字节码编译成具体的机器码，垃圾回收器-回收运行过程中不再使用的对象
本地接口库：调用操作系统本地方法库完成具体指令操作
java程序启动，虚拟机实例化（有几个程序就实例化几个虚拟机）
jvm中的线程与操作系统中的线程相互对应，在操作系统原生线程初始完毕后就会调用java线程的run()方法执行该原生进程
jvm后台线程主要有：虚拟机线程、周期性任务线程、GC线程、编译器线程、信号分发线程
JVM内存区域 - 运行时数据区域
线程私有区域 | 线程共享区域 | 直接内存 | |
生命周期 | 随线程 | 随虚拟机 | 不属于JVM运行时数据区（并发编程频繁使用） |
能根据一段代码分析内存区域的使用情况
程序计数器 | 代码行 | 线程私有 | |
虚拟机栈 | Java方法调用栈信息(栈帧) | 线程私有 | |
本地方法区 | Native方法调用信息 | 线程私有 | |
方法区-永久代 | 常量、静态变量、类信息、机器代码、运行时常量池（常量存储的地方）等（Java8中常量池、静态变量放在了虚拟机堆中） | 线程共享 | 回收对象主要针对常量池、类的卸载 |
虚拟机堆 - 运行时内存 | 新建对象和产生的数据 | 线程共享 | 回收的主要区域 |
虚拟机堆
因为在运行期间GC不会对永久代区做内存清理，导致永久代内存会随加载的Class文件增加而增多，
java8元数据区与永久代的区别是，元数据区不在使用JVM内存，而是直接使用操作系统内存
类加载机制
JVM将类描述数据从class文件中加载到内存，并对数据进行，解析和初始化，最终形成被JVM直接使用的Java类型。 类从被加载到JVM中开始，到卸载为止，整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载七个阶段
加载->链接（验证+准备+解析）->初始化（使用前的准备）->使用->卸载（加链初使卸）
1、加载
首先通过一个类的全限定名来获取此类的二进制字节流；
其次将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构；
最后在java堆中生成一个代表这个类的Class对象，作为方法区这些数据的访问入口。
总的来说就是查找并加载类的二进制数据。
加载器
JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，
1）BootstrapClassLoader（启动类加载器）
负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，加载System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路径或jar。
2）ExtensionClassLoader（标准扩展类加载器）
负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包。加载System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路径或jar。
3）AppClassLoader（系统类加载器）
负责记载classpath中指定的jar包及目录中class
4）CustomClassLoader（自定义加载器）
属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现。
类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：
1）加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。
2）在加载类时，每个类加载器会将加载任务上交给其父，如果其父找不到，再由自己去加载。
3）Bootstrap Loader（启动类加载器）是最顶级的类加载器了，其父加载器为null。
继承的加载顺序
所有的变量初始化完，才会执行构造方法
静态成员与普通成员的区别：
在类的加载过程中，静态成员类的对象，会优先加载；而普通成员类的对象则是使用的时候才回去加载。
静态成员按顺序加载
第一点，所有的类都会优先加载基类
第二点，静态成员的初始化优先
第三点，成员初始化后，才会执行构造方法
第四点，静态成员的初始化与静态块的执行，发生在类加载的时候。
第五点，类对象的创建以及静态块的访问，都会触发类的加载。
首先会调用基类的构造方法
其次，调用成员的构造方法
最后，调用自己的构造方法
2、链接
验证：确保被加载类的正确性；
准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；
解析：把类中的符号引用转换为直接引用；
3、初始化
为类的静态变量赋予正确的初始值
类的初始化
（1）类什么时候才被初始化
1）创建类的实例，也就是new一个对象
2）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值
3）调用类的静态方法
4）反射（Class.forName(“com.lyj.load”)）
5）初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）
6）JVM启动时标明的启动类，即文件名和类名相同的那个类
（2）类的初始化顺序
1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接
2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）
3）加入类中存在初始化语句（如static变量和static块），那就依次执行这些初始化语句。
4）总的来说，初始化顺序依次是：（静态变量、静态初始化块）–>（变量、初始化块）–> 构造器；
如果有父类，则顺序是：父类static方法 –> 子类static方法 –> 父类构造方法- -> 子类构造方法
垃圾收集机制
垃圾回收算法
1、标记 - 清除
标记和清除过程效率都不高
产生内存碎片
2、标识 - 整理
不产生内存碎片
需要大量移动对象，效率低
3、复制
浪费内存
现在的商业虚拟机都采用这种收集算法回收新生代，但是并不是划分为大小相等的两块，而是一块较大的Eden 空间和两块较小的Survivor空间，每次使用Eden和其中一块Survivor。在回收时，将Eden和Survivor中还存活着的对象全部复制到另一块Survivor上，最后清理Eden和使用过的那一块Survivor。
HotSpot 虚拟机的Eden和Survivor 大小比例默认为8:1，保证了内存的利用率达到90%。如果每次回收有多于10%的对象存活，那么一块 Survivor就不够用了，此时需要依赖于老年代进行空间分配担保，也就是借用老年代的空间存储放不下的对象。
4、分代收集
现在的商业虚拟机采用分代收集算法，它根据对象存活周期将内存划分为几块，不同块采用适当的收集算法。
—般将堆分为新生代和老年代。
新生代使用:复制算法
老年代使用:标记–清除或者标记-整理算法
JVM性能优化
调优原因
充分利用高性能服务器的硬件资源
调优原则
少Full GC原则（对JVM内存的系统级的调优主要目的是减少GC的频率和Full GC的次数）
调优步骤
监控GC的状态
使用各种JVM工具，查看当前日志，分析当前JVM参数设置，并且分析当前堆内存快照和gc日志，根据实际的各区域内存划分和GC执行时间，分析可否进行优化
生成堆的dump文件
分析dump文件
分析结果，判断是否需要优化
调整GC类型和内存分配
不断分析和调整
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