什么是Java虚拟机
这里只给出我自己的理解，Java设计的初衷就是为了能让程序能够忽视操作系统的差别，在任何一台机器上都能运行，为此有了虚拟机。
我们写出的.java文件托管给虚拟机程序，虚拟机程序负责加载类，分配内存，加载必要的class文件。虚拟机程序负责把class文件翻译成cpu可以执行的指令，这才在电脑
的CPU上运行。
虚拟机其实是一个进程，包括内存管理，垃圾回收等等知识，
运行时数据区域
Java虚拟机把管理的内存划分为不同的区域，包括每个线程独立的区域与共享区域。
线程私有区域：程序计数器，虚拟机栈，本地方法栈。
共享区域：方法区，堆。
接下来简要介绍一下这些区域，只是带大家了解一下这些区域的功能，具体细节以后都会介绍到。
程序计数器
熟悉CPU的人应该都对程序计数器有印象。在虚拟机中，程序计数器可以看作当前线程执行字节码的行号，每个线程有独立的程序计数器。
Java虚拟机栈
虚拟机栈和操作系统的栈差不多，负责Java方法执行的线程内存模型。每个方法执行时，虚拟机会创建出一个栈帧，用于储存局部变量表，操作数栈，动态链接等待。
每个方法被调用到执行完毕，对应一个栈帧从出栈到入栈的过程。
局部变量表保存方法的各种基本数据类型，对象的引用。局部方法表空间大小在编译时就确定了，进入一个方法时，只需要分配相应大小的空间，不会改变该大小。
如果栈深度大于虚拟机允许的深度，就抛出StackOverflowError，如果栈可以动态拓展（以后会介绍）就抛出 OutOfMemoryError 异常。
本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈差不多，只不过虚拟机栈是为了Java方法，本地方法是为了 Native 方法，
Native 方法是用其他语言编写的方法，很多Java API底层的核心都是Native 方法，读者可以自行查看。
Java堆
Java堆是所有线程共享的，也是虚拟机管理内存中最大的一块区域，用于存放对象实例。对象引用放于虚拟机栈中。
Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，垃圾收集器（不是虚拟机）把Java堆分成新生代，老年代等区域，用于更方便的管理回收对象。
为了提升分配对象的效率，Java堆中又划分出多个线程私有的分配缓冲区。
如果没有内存可以给实例分配，且堆无法再拓展时，就会抛出OutOfMemoryError
方法区
方法区和Java堆一样，都是所有线程共享的，用于保存虚拟机加载的类型信息，常量，静态变量。
但方法区无法满足新内存分配的需求时，将抛出OutOfMemoryError。
运行时常量池
运行时常量池是方法区的一部分，当类被加载入虚拟机时，类的常量池表会被存放入运行时常量池中。
运行时常量池是动态的，常量不一定只有运行时才能产生，运行期间也可以把新的常量放入池中。（如String类的intern方法）
当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemory异常。
直接内存
直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，当因为被频繁的使用所以也需要介绍。
直接内存是用于在Java的堆外分配对象的内存，不受Java虚拟机的控制，受操作系统的控制。
为什么有时要使用直接内存而不是Java堆来保存对象实例呢？
首先因为堆内存由JVM管理，属于“用户态”，堆外内存由操作系统管理，属于“内核态”。当要把实例写入磁盘时，要先从堆中复制到堆外内存，然后由操作系统负责写入。如果使用直接内存显然能省去复制这一步。
其次因为直接内存不受虚拟机管理，就没有垃圾回收，减少了垃圾回收对程序的影响。
探秘Java堆
在了解虚拟机运行的数据区域后，我们来探讨一下Java堆中对象分配，布局，访问全过程。
对象的创建
对我们来说创建对象只是一个new关键字，而在虚拟机中是怎么样的呢。
1.加载类
当虚拟机遇到一条new的指令时，首先检查这个new指令的参数能否在常量池（常量池是用于保存类信息的，运行时常量池保存常量）定位到一个类的符号引用。检查这个类是否已经被加载，解析，初始化过。如果没有，先执行相应类的加载过程。
2.分配内存
当加载类结束后，要为对象分配内存。所要内存大小在类加载完全后可确定，分配内存有两种方式。
第一种“指针碰撞”，假如Java堆中内存是规整的，用一个指针当分界点，一边是使用的内存，另一边是空闲的内存。那分配内存只是把该指针往空闲方向移动所要大小的距离。
第二种“空闲列表”，如果Java堆中内存不是规整的，那虚拟机必须维护一个列表，用于指示那些内存是可用的，从中挑出一块适合的内存分配，并更新该列表。
堆是否规则用采用的垃圾收集器是否带有空间压缩整理决定。
创建对象除了完成上面的步骤外，还要考虑3.安全问题。即使是修改一个指针的位置在并发的情况下也不是安全的。假如正给A分配内存，指针还没修改，B又使用该指针分配内存。
解决并发安全问题有两种，一：使用CAS配上失败重试保证操作原子性。二：用先前提到的堆中私有分配缓存区，因为是线程私有的，所以不存在并发安全问题。只有缓冲区用完了，分配新的缓冲区才需要同步锁定。
4.初始化空间
内存分配完成后，虚拟机把分配到的空间（不包括对象头初始化为零值），这就是Java字段默认值的由来。
5.必要设置
接下来，虚拟机对对象进行必要的设置，如这个对象是哪个类的实例，如何找到类的元数据信息等（相信大家肯定看的一知半解，但没关系，了解就行）。
执行完上述步骤，从虚拟机的角度看对象已经分配完了，但从Java程序的角度看，才刚刚开始。对象的构造函数还没有执行，所有字段都为零值。
对象的内存布局
了解完对象是如何创建的，接下来我们看看对象具体内存细节。
对象在堆内的储存布局可以划分为三个部分：对象头，实例数据，对齐填充。
对象头：对象头一部分用于保存运行时数据，如哈希码，锁等，另一部分用于保存类型指针，既对象指向它的类型元数据的指针。这些都对应上面内存分配的知识。
实例数据：实例数据用于保存对象真正的有效信息。
对齐填充：起到占位符的作用，用来保证虚拟机规定的对象起始地址必须是8字节的整数倍。
标签：Java,常量,对象,虚拟机,理解,深入,内存,线程 来源： https://www.cnblogs.com/hitsz-yc/p/15013268.html
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