一、JVM启动流程
启动jvm首先在命令窗口输入java命令，该命令会根据当前路径和系统版本寻找jvm.cfg(该配置文件一般在JAVA_HOME/jre/lib/amd64文件夹下)，来加载jvm的配置文件，根据这个配置文件寻找jvm.dll(JAVA_HOME\jre\bin\server),jvm.dll是jvm的主要实现。然后初始化JVM获得JNIEnv接口，java中通过findClass等方法就是通过该功能实现的。然后再寻找指定类或jar包中的main方法，并运行。
二、jvm内部结构
首先class文件通过类加载器子系统加载到内存中，内存中分为方法区、Java堆、Java栈和本地方法栈。通过PC寄存器来保存下一条语句的指针，执行引擎用来执行相应的java字节码。本地方法栈通过本地方法接口可以调用本地方法。本地方法一般是由C或者C++编写的方法，由JVM来实现。然后还有一个垃圾收集器，用来回收垃圾。我们主要关心方法区、Java堆和Java栈以及其相关的内容。
2.1 PC寄存器：
每个线程拥有一个PC寄存器，在线程创建时创建，指向下一条地址，执行本地方法的时候PC寄存器的值是undefined。
2.2 方法区：
用来保存类的元信息的，保存一些class信息，包括类的常量池，字段和方法信息，以及方法字节码。在jdk6时，String等常量信息还是放在方法区的，但是到jdk7的时候，该常量信息就移动到了堆里面。
通常和永久区(Perm)关联在一起，保存一些相对静止和稳定的数据。永久区的数据也是可以被回收的，并不是永远固定不变的。
2.3 Java堆：
java堆是和程序开发相关性最大的部分，所有通过new方法创建出来的对象基本都是保存在Java堆中，所以这个区是最需要关注的。
堆是全局共享的，所有的线程都可以方法。
java堆的结构和GC的算法是相关的，对于分代的GC来说，堆也是分代的。
eden：伊甸园，对象出生的地方，
s0和s1：复制算法
tenured：存在时间比较久的对象会移动到老年代里面
2.4 java栈：
与堆完全不一样，栈是线程私有的。栈是由一系列的帧组成，java栈也叫帧栈。帧保存一个方法的局部变量、操作数栈以及常量指针。每一次方法调用都会创建一个帧，并压入栈。
局部变量表：包含函数的参数和局部变量
静态方法的栈内容按照从右向左的顺序压入，每个槽位占32个字节，如果变量类型超过32位，比如long，就需要占用两个槽位。
实例方法的栈内容是类似的，区别是在最后会将指向本对象的引用压入栈。函数的调用组成帧栈。
操作数栈：
java中没有寄存器，所有的参数传递都是使用操作数栈。
public static int sub(int a, int b) {
int c=0;
c=a-b;
return c;
}
用javap -c查看反编译后的字节码如下：
public static int sub(int, int);
Code:
0: iconst_0 //将0压到操作数栈
1: istore_2 //弹出int，存放于局部变量2©
2: iload_0 //把局部变量0(a)压栈
3: iload_1 //把局部变量1(b)压栈
4: isub //弹出两个变量，计算差值，结果压栈
5: istore_2 // 弹出结果，放于局部变量2©
6: iload_2 //局部变量2©压栈
7: ireturn //将c的值返回
栈上分配：
在堆上分配内存空间，每次需要手工进行清理，如果是栈上分配内空间，函数调用完成后会自动进行清理。小对象(一般几十个bytes)，在没有逃逸(指创建的对象还可以在其他线程中调用)的情况下，可以直接分配在栈上，对于直接分配在栈上的对象，可以自动回收，减轻GC压力。大对象或者逃逸对象无法在栈上分配。下面是一个例子：
public class AppMain
//运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区
{
public static void main(String[] args)
//main 方法本身放入方法区。
{
Sample test1 = new Sample( " 测试1 " );
//test1是引用，所以放到栈区里， Sample是自定义对象应该放到堆里面
Sample test2 = new Sample( " 测试2 " );
test1.printName();
test2.printName();
}
}
public class Sample
//运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区
{
private name;
//new Sample实例后， name 引用放入栈区里， name 对象放入堆里
public Sample(String name) {
this .name = name;
}
//print方法本身放入 方法区里。
public void printName() {
System.out.println(name);
}
}
jvm在调用main函数的时候会启动一个主线程，在该栈区中会保存局部变量test1和test2的引用，而test1和test2的实例保存在java堆中，类AppMain和Sample的信息，包括方法名，成员变量名则都放在方法区。
三、内存模型：
每一个线程都有一个工作内存和主存(java堆)独立，工作内存中存放主存中变量的值拷贝。两块内存之间存在着变量的复制：
1.当数据从主内存复制到工作内存中是，主内存执行read操作，工作内存执行load操作；
2.当数据从工作内存复制到主内存中，工作内存执行store操作，主内存执行相应的write操作。
上面的每一个操作都是原子的，即执行期间不会被中断，要么成功，要么失败。对于普通变量，一个线程中更新的值，不会马上反应在其他变量中，主要由于存在主内存和工作内存之间的数据复制的延时。如果需要在其他线程中立即可见，需要使用volatile关键字。使用该关键字后数据会立即放在主存中，这样其他线程就立即可见了。volatile不能够替代锁，java在使用锁的时候进行了很多优化，而volatile不一定比锁性能好，使用voltatile需要看语言是否满足应用。
3.1 可见性：
一个线程修改了变量，其他线程可以立即知道。
有一下三个方法：
1.volatile：加上该关键字后如果一个线程修改了变量，会立即更新主存中的数据，其他线程都会从主存中更新该变量的值。
2.synchronized：也就是做线程之间的同步，在解锁之前会将变量值写回主存。使用同步关键字后每个线程之间是顺序执行的，所以也可以保证可见性。
3.final：作用于一些常量，在初始化完成后其他线程就立即可见。
有序性：
指在一个线程之内，所有的指令或操作都是有序的，但是在线程之外，或者在另外一个线程观察该线程的行为，会发现该线程的操作都是无序的，这是由指令重排或主内存同步延时导致的。
3.2 指令重排：
对于同一线程内执行先后顺序无影响的语句，jvm会根据实际情况进行指令重排，以加快执行速度。比如a=1;b=2;这两条语句谁先执行对最终结果是没有影响的，所以在实际执行的时候是先给a赋值，还是先个b赋值是不一定的。
语句不可重排的情况有以下三种：
写后读 a=1；b=a； 在给一个变量赋值后(写)再读取该变量的值
写后写 a=1；a=2; 在给一个变量赋值(写)后，再给这个变量赋值(写)
读后写 a=b；b=1； 在读一个变量后，在给这个变量赋值(写)
编译器不考虑多线程间的语义。
指令重排的基本原则：
1.程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性，即该语句重排后会改变最终的结果，那么就不能够进行指令重排。
2.volatile规则：volatile变量的写一定要先发生于读。也就是jvm不会将读的语句排到写的语句前面，避免其他线程会读到不同步的数据。
3.锁规则：解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前，也就是先加锁，然后再进行解锁。jvm不会将解锁语句重排到前面的。
4.传递性：A先于B，B先于C，那么A必然先于C，jvm不会将A语句排到C语句后面的。
5.线程的start方法先于它的每一个动作，也是jvm会将线程的start方法放在最先位置，不会将其他的代码重排到start方法之前。
6.线程的所有操作都优先于线程的终结(Thread.join())。
7.线程的中断(interrupt())先于被中断线程的代码，保证中断后的代码在中断被调用后不会执行。
8.对象的构造函数执行结束先于finalize()方法。也就是构造函数要优先执行。
四、编译和解释运行
解释运行：
读一句执行一句
编译运行(JIT):
将字节码编译成机器码，然后直接执行机器码。这种方式是在运行时进行编译，这种编译不是静态的编译，而是jvm在运行时对字节码再次进行编译，编译后性能有数量级的提升。
