JVM巨集觀認知

1.什麼是虛擬機？

虛擬機是一種軟體。

可分為系統虛擬機（模擬物理機）和程式虛擬機（執行單個電腦程式，比如JVM）。

2.什麼是Java虛擬機（JVM）？

JVM是一種將位元組碼轉化為機器碼的軟體。（同上）

歷經時間的迭代，目前廣泛應用的Java虛擬機是Oracle的HotSpot VM。

3.JVM有什麼用？

• 理論：加深對Java底層運行機制的瞭解和認知
• 實踐：自定義性能更強的JVM(參數調優)，排查由於Java應用本身導致的線上問題（調優主要是調堆）

JDK的發佈版本瞭解一下

• 1991.4 ：Java語言前身Oak誕生

• 1995.5：Oak語言改名為Java

• 1996.1：JDK1.0發佈，代表技術包括JVM，Applet，AWT
  • Applet是一種Java程式，需要嵌入在HTML中解釋執行
  • AWT是早期的抽象視窗工具包，目前流行的有Swing，JavaFx

• 1997.2：JDK1.1發佈，代表技術有JAR文件格式，JDBC，內部類，反射

• 2002.2：JDK1.4發佈，新的技術有正則表達式，NIO，日誌類
  • 正則表達式是對字元串操作的一種邏輯格式
  • NIO在IO的基礎上增加了緩衝區，是一種非阻塞式的IO模型

• 2004.9：JDK1.5發佈,新的技術有自動裝箱，泛型，註解，枚舉，foreach迴圈

• 2006.11：Sun公司宣佈將Java開源，並建立了OpenJDK組織對源碼進行管理。

• 2009.4：Oracle以74億美元收購Sun公司。

• 2014.3：Oracle發佈JDK1.8，新的特性有Lambda表達式，Stream API

• 2017.9：JDK9發佈，新特性有模塊化系統，可交互的REPL工具，JIT，JVMCI等等

• 2018.3：JDK10發佈，新特性包括JEP286局部變數的類型推斷，JEP317向G1引入Full GC

• 2018.9：JDK11發佈，新特性包括基於嵌套的訪問控制，JavaFx被移除【JDK1.8有】

• 2019.3：JDK12發佈，新特性有低暫停時間的GC，微基準測試套件，Switch表達式。

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JVM記憶體結構

JVM記憶體結構也稱為「運行時數據區」。

線程公有：

• Java堆：存放Java實例對象，生命周期和JVM一致
• 方法區：存儲已被虛擬機載入的類信息、final修飾的常量、static修飾的靜態變數。
• 運行時常量池：是方法區的一部分，存放字面量與符號引用。
  • 字面量可以理解為實際值，int a = 8中的8 和 String a = "hello"中的hello都是字面量
  • 符號引用是一個字元串，對應唯一的類，方法，或者欄位。

線程私有：

• 程式計數器：每個線程都有一個程式計數器，就是一個指針，指向方法區中的方法位元組碼（下一個將要執行的指令代碼），由執行引擎讀取下一條指令
• 虛擬機棧：描述Java方法執行的過程記憶體是如何變化的。
  • 每執行一個方法就會往棧中壓入一個元素，這個元素叫“棧幀”用於存儲局部變數表，棧的出入信息以及方法出口信息等。
  • 生命周期和線程相同，線程結束自動釋放記憶體，不需要垃圾回收。
• 本地方法棧：為虛擬機使用到的Native方法服務。Native底層是C語言編寫的，用於和操作系統交互。