前言
什么是JVM，这个问题似乎到现在都没有一个确定的概念，问了很多工作多年的老司机，几乎每一个人有每一个人的理解，有的说是操作字节码的玩意，有的说是位于程序和操作系统之前的一层，有的说如果需要调优就要用到这玩意。但是从我个人来说，工作中似乎很少直接和它打交道，但是我们写的每一行代码，如果想要找到优化空间，似乎都避不开这个玩意，如果想对Java有一个更深刻的理解，JVM开始依旧是无法回避的一个坎儿。
什么是JVM
从一个大牛博客中找到的图如下，其实这个图已经从一定程度上说明了JRE，JDK和JVM三者的关系。JVM依旧是最底层，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，从这种层度上来讲，JVM为我们屏蔽掉了底层操作系统之间的差异，所以才会提出了一次编写，到处运行的口号。（N多种理解，或许这种理解最为合适吧）
学习JVM最好的方式还是从运行时数据区开始，之后再去探讨类加载机制与class字节码，这一系列博客会尽力用通俗的方式解释JVM。下面附上一个很常见的图（JVM的整体逻辑构造图）
运行时数据区
其实，从我们平时写的代码来看，无非就是三个元素：数据，指令和控制。数据——就是我们定义的各种变量，指令——就是我们对数据的各种运算，控制——就是我们对程序逻辑走向的控制语句（如if...else，return等）。当类加载系统加载了Class文件之后，我们所编写的程序在计算机中的实时状态是啥样的？这个状态就在运行时数据区中都有体现，每一个区域都存放着当前程序运行的数据，所以名称就叫做运行时数据区。这个数据区描述了程序运行的实时状态。上图中已经将这一部分详细的表述出来了，其中虚拟机栈，本地方法栈，和程序计数器是每一个线程私有。堆和方法区是线程共享。下面就详细说明一下各个模块的作用（尽量会用一些通俗的语言）
程序计数器
线程私有，如果能记起来汇编语言的大学本科内容，其实可以和指令寄存器做一个类比，这个程序计数器的功能和指令寄存器类似。程序计数器可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器（程序运行的下一条指令在哪儿？下一步走到哪儿，都需要程序计数器指示）由于在CPU中独立运行的最小单元是线程，不是进程，因此程序计数器自然是线程私有的。不可能多个线程共享，如果共享那不就乱套了。再者，由于CPU是时间片轮询的方式来执行线程指令，在任何一个确定的时刻，一个处理器都只会执行一个线程中的指令。因此，有时候为了线程切换之后能恢复到之前代码执行的位置，每条线程需要有一个独立的程序计数器（这一点类似于中断的概念，同时也解释了为啥程序计数器是线程私有的）。
虚拟机栈（JVM Stack）
线程私有，这个是这篇总结博客中的重点，也是JVM中最为复杂的一个内存区域。这个区域的生命周期和线程相同，这个东西也是描述Java方法执行的内存模式，每次调用一个方法，就会想这个栈中压入一个元素。
/**
* autor:liman
* createtime:2019/11/19
* comment:
* 数据，指令，控制
*/
public class RuntimeDataArea {
private static void methodTwo(int i) {
int j=0;
int sum = i+j;
}
public static void main(String[] args) {
methodTwo()
}
}比如这个程序，在程序运行的时候， 虚拟机栈中的状态可以用如下逻辑图表示。
每一个栈帧就是一个方法调用，每一个栈帧又会存储这个方法调用的局部变量表，操作数栈，动态链接和返回出口等等信息。这个接下来就详细探讨。每一个方法调用直至执行完成，就对应这个一个栈帧的入栈到出栈的过程。如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，就会抛出StackOverFlowError的异常，如果虚拟机栈可以动态扩展（一般都会） 如果在扩展的时候超过了内存大小的限制，就会出现OutOfMemoryError的异常（OOM）。
局部变量表
局部变量表是一个定长的数据表，存放了编译期间可以知道的基本数据类型（八大基本数据类型，boolean，byte，char，short，int，float，long，double）已经引用类型（reference）。由于局部变量表是定长的，所以float和double会占用两个局部变量空间。下面还是通过实例来说明局部变量表。
通过javap命令（这个命令后面会总结）反编译上述Java类生成的class文件，得到的methodTwo的字节码如下所示：
public void methodTwo(int);
descriptor: (I)V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=4, args_size=2
0: iconst_0
1: istore_2
2: iload_1
3: iload_2
4: iadd
5: istore_3
6: return
LineNumberTable:
line 32: 0
line 33: 2
line 34: 6
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 7 0 this Lcom/learn/jvm/RuntimeDataArea;
0 7 1 i I
2 5 2 j I
6 1 3 sum Ips：在生成这个反编译的文件的时候，也有些坑。在自己的dos窗口下生成的时候，不知道怎么的，就是没有局部变量表，查了很多资料都没解决，后来发现是用的javac好像不同，导致生成的class文件中缺失了这一段，无奈就在idea中调用terminal窗口生成了上述文件，这里需要注意的是，在生成这个文件的时候需要注意package的名称。
指定类的全限定名称之后才会正常生成指定的反编译文件。这里弄个动图简单说明这一点。 下面我们开始分析生成的反编译文件。
先分析第一行：iconst_0——这个是将0入栈，放到栈顶（这里的栈就是指的操作数栈，接下来会总结），这个时候，操作数栈和局部变量表如下所示：
局部变量表，第一个变量存放的是this对象的引用，第二个对象存放的是入参——i
这个时候，只是简单的将0进行了入栈，下一步就是将0赋值给j
istore_2——将操作数栈中的栈顶元素存放到第三个本次操作数变量中，这个时候，操作数栈就没有元素了，局部变量表就变成如下所示：
iload_1，iload_2，iadd，istore_3——这几句操作就是完成简单的i+j运算，将局部变量表中的变量加载到操作数栈中，然后iadd命令会调用简单的加法操作，完成数据运行，最后将运算结果出栈，然后存储在局部变量表中。完成这些操作之后，局部变量表会多一个sum的局部变量。
完成运算之后的局部变量表。
至于局部变量表中的引用对象，其实就可以简单理解成一个指针，指向堆上分配的对象。
操作数栈
通过上面的实例，我想操作数栈是干什么的，应该有了一个大致的认识，就是用于存放临时操作的变量。这里就不再赘述，结合上面的实例理解一下就可以。
动态链接
这个区域有些资料上介绍的比较少，其实动态链接常用来解析常量池以及正常方法返回和异常处理等。这么说可能有点抽象，还是根据实例来说明吧，如果上述的methodTwo方法中我们调用了某一个接口的方法，如下所示：
public class RuntimeDataArea {
private ITestInterface iTestInterface
public void methodTwo(int i) {
int j=0;
int sum = i+j;
iTestInterface.test();//这里调用ITestInterface接口中的方法
return;
}
public static void main(String[] args) {
}
}
那这个时候，我们需要解析到系统为我们注入的ITestInterface的具体的实现类，这个类就需要靠动态链接的区域去访问常量池，从常量池中获取具体的接口实现类，完成方法的调用（这就是多态，在运行时确定具体的实现类，这也只是简单的一个理解动态链接的例子）
出口
这个就是方法调用完成之后的返回出口。没什么可以具体探讨的。
本地方法栈
与虚拟机栈作用差不多，只不过调用的是native方法而已。
堆
所有线程共享，这个区域可能每一个Java程序员都听过，堆是Java虚拟机内存中最大的一块。堆是Java垃圾收集器管理的主要区域。在虚拟机启动的时候会创建，在JDK1.7时，通常将堆分为新生代和老年代，在JDK1.8之后，老年代被取消，由所谓的元数据区来代替。对象实例以及数组都会在堆上分配，一张图可以表述堆的划分。
方法区
所有线程共享 ，用于存放已经被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量。
运行时常量池
我们常说的常量池其实就是位于方法区，class文件中除了类的元信息（类的限定名，类实现的接口等）之外，存放编译器期间生成的各种字面量和符号引用，这些内容都是在类加载之后存放到方法区的运行时常量池
总结
本篇博客算是JVM的开篇，只是针对各个存储区域做了一个简单的介绍，总体来说依旧有点泛化，后续对JVM有些更深的理解了之后，会重新补充本篇博客。
