JVM基本结构和垃圾回收机制

一、JVM基本结构

Java虚拟机（JVM, Java Virtual Machine）是Java程序执行的环境，其基本结构可以分为以下几个主要部分：

类加载器子系统（Class Loader Subsystem）：
- 负责加载Java类文件到内存中。它包括三个主要的类加载器：引导类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器。
- 类加载器采用双亲委派模型，以确保Java类的安全性和一致性。
内存区（Runtime Data Area）:
- JVM在运行Java程序时，会在内存中分配不同的区域来存储数据。主要包括：
  - 方法区（Method Area）：存放类的结构信息，如字段、方法、常量池等。
  - 堆区（Heap Area）：用于存放对象实例和数组，是Java内存管理的主要区域。
  - Java栈（Java Stack）：每个线程都有自己的Java栈，用于存放局部变量、操作数栈、动态链接等信息。
  - 程序计数器（Program Counter Register）：每个线程都有一个程序计数器，用于指示当前线程执行的字节码指令地址。
  - 本地方法栈（Native Method Stack）：用于支持Java调用本地方法（Native Method）。
执行引擎（Execution Engine）：
- 负责执行字节码，包括：
  - 解释器（Interpreter）：逐行解释执行字节码。
  - 即时编译器（JIT Compiler）：将热点代码编译为本地机器码，以提高执行效率。
  - 垃圾回收器（Garbage Collector）：负责自动管理内存，回收不再使用的对象。
本地库接口（Native Interface）：Java 程序可以调用本地代码，从而实现对系统资源的直接访问或使用现有的本地库。

JVM的设计使得Java程序具有跨平台的特性，即“编写一次，到处运行”。通过将Java代码编译为字节码，JVM能够在不同的操作系统和硬件平台上执行这些字节码。

二、JVM 内存区 ----- 两栈一器私有，堆和方法区共享

1、堆（线程共享）
堆中存放几乎所有对象实例，所有程序所创建的对象均保存在堆中。

2、Java虚拟机栈（线程私有）
虚拟机栈存放的是各类基本数据类型和对象的引用，包含四部分

局部变量表：存放了编译器可知的各种基本数据类型(8大基本数据类型)、对象引用。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在帧中分配多大的局部变量空间是完全确定的，在执行期间不会改变局部变量表大小。简单来说就是存放方法参数和局部变量。
操作栈：每个方法会生成一个先进后出的操作栈。
动态链接：指向运行时常量池的方法引用。
方法返回地址：PC 寄存器的地址。

3、本地方法栈（线程私有）
本地方法栈和虚拟机栈类似，只不过虚拟机栈是给JVM使用的，本地方法栈是给本地方法使用的。

4、程序计数器（线程私有）
每条线程都有自己的程序计数器，用来记录代码执行到的位置（行号）

5、方法区（线程共享）
用于存储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。