一、什么是JVM

1.1 什么是JVM

VM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

主流虚拟机

虚拟机名称	介绍
HotSpot	Oracle/Sun JDK和OpenJDK都使用HotSPot VM的相同核心
J9	J9是IBM开发的高度模块化的JVM
JRockit	JRockit 与 HotSpot 同属于 Oracle，目前为止 Oracle 一直在推进 HotSpot 与 JRockit 两款各有优势的虚拟机进行融合互补
Zing	由Azul Systems根据Hostpot为基础改进的高性能低延迟的JVM
Dalvik	Android上的Dalvik 虽然名字不叫JVM，但骨子里就是不折不扣的JVM

1.2 JVM与操作系统

Java 是一门抽象程度特别高的语言，提供了自动内存管理等一系列的特性。这些特性直接在操作系统上实现是不太可能的，所以就需要 JVM 进行一番转换。

从图中可以看到，有了 JVM 这个抽象层之后，Java 就可以实现跨平台了。JVM 只需要保证能够正确执行 .class 文件，就可以运行在诸如 Linux、Windows、MacOS 等平台上了。

应用程序、JVM、操作系统之间的关系

我们用一句话概括 JVM 与操作系统之间的关系:JVM 上承开发语言，下接操作系统，它的中间接口就是字节码。

1.3 JVM、JRE、JDK 的关系

JVM 是 Java 程序能够运行的核心。但是需要注意，JVM 自己什么也干不了，你需要给它提供生产原料(.class 文件)

JRE(Java Runtime Environment): JVM 标准加上实现的一大堆基础类库，就组成了 Java 的运行时环境

JDK(Java Development Kit):除了 JRE，JDK 还提供了一些非常好用的小工具，比如 javac、java、jar 等。它是 Java 开发的核心，让外行也可以炼剑!

二、 java虚拟机的内存管理

2.1 JVM整体架构

JVM 内存共分为: 虚拟机栈、堆、方法区、本地方法栈、`PC程序计数器、五个部分

JVM分为五大模块:类装载子系统、运行时数据区、执行引擎、本地方法接口和垃圾回收模块

2.2 JVM运行时内存

Java 虚拟机有自动内存管理机制，如果出现面的问题，排查错误就必须要了解虚拟机是怎样使用内存的

2.2.1 Java7和Java8内存结构的不同主要体现在方法区的实现

JDK7 内存结构

JDK8 的内存结构

JDK8虚拟机内存详解

JDK7和JDK8变化小结

2.3 面试题

对于Java8，HotSpots取消了永久代，那么是不是就没有方法区了呢?

当然不是，方法区只是一个规范，只不过它的实现变了。

在Java8中，元空间(Metaspace)登上舞台，方法区存在于元空间(Metaspace)。同时，元空间不再与堆连续，而且是存在于本地内存(Native memory)

方法区Java8之后的变化

移除了永久代(PermGen)，替换为元空间(Metaspace)

永久代中的class Metadata(类元信息)转移到了native memory(本地内存，而不是虚拟机)

永久代中的interned Strings(字符串常量池) 和 class static variables(类静态变量)转移到了Java heap

永久代参数(PermSize MaxPermSize)-> 元空间参数(MetaspaceSize MaxMetaspaceSize)

Java8为什么要将永久代替换成Metaspace?

字符串存在永久代中，容易出现性能问题和内存溢出。

类及方法的信息等比较难确定其大小，因此对于永久代的大小指定比较困难，太小容易出现永久代溢出，太大则容易导致老年代溢出。

永久代会为 GC 带来不必要的复杂度，并且回收效率偏低。

1、初始JVM