简介： 随着互联网的发展，高并发高可用、快速响应成为软件的必须，而JVM与这些有着密切关联。
1.JVM整体组成
（1）jvm整体组成：
1.类加载器
2.运行时数据区
3.执行索引
4.本地库接口
（2）各个组成部分的用途：
程序在执行之前先要把java代码转换成字节码（class文件），jvm首先需要把字节码通过一定的方式 类加载器（ClassLoader） 把文件加载到内存中 运行时数据区（Runtime Data Area)，而字节码文件是jvm的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器 执行引擎（Execution Engine) 将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU去执行，而这个过程中需要调用其他语言的接口 **本地库接口（Native Interface)**来实现整个程序的功能，这就是这4个主要组成部分的职责与功能。
2.运行时数据区域
（1）基本组成：
jvm的运行时数据区，不同虚拟机实现可能略微有所不同，但都会遵从Java虚拟机规范，Java 8 虚拟机规范规定，Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域：
- 程序计算器
- java虚拟机栈
- 本地方法栈
- java堆
- 方法区
（2）线程私有-程序计数器
较小的内存空间，当前线程执行的字节码的行号指示器；各线程之间独立存储，互不影响
如果线程正在执行的是一个Java方法，则指明当前线程执行的代字节码行数
如果正在执行的是Natvie方法，这个计数器值则为空（Undefined）
此内存区域是唯一一个不会出现OutOfMemoryError情况的区域。
（3）线程私有-虚拟机栈
1.生命周期和线程一致。描述的是 Java 方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会床创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行结束，就对应着一个栈帧从虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
**2.**栈的大小缺省1M，可用参数-Xss调整大小。
**3.**在编译程序代码的时候，栈帧中需要多大的局部变量表，多深的操作数栈都已经完全确定了，并且写入到方法表的Code属性之中，因此一个栈帧需要分配多少内存，不会受到程序运行期变量数据的影响，而仅仅取决于具体的虚拟机实现。
***局部变量表：***顾名思义就是存放局部变量的表。主要存放java的八大数据类型，如果局部的一些对象，比如object对象，我们只存它的一个引用地址（基本数据类型，对象引用，return 类型）
***操作数栈：***与局部变量表一样，均以字长为单位的数组。不过局部变量表用的是索引，操作数栈是弹栈/压栈来访问。操作数栈可理解为java虚拟机栈中的一个用于计算的临时数据存储区。
动态链接： 每个栈帧都包含一个指向运行时常量池中该栈帧所属方法的引用，持有这个引用是为了支持方法调用过程中的动态连接(Dynamic Linking)。在后面的方法调用中会详细介绍。
返回地址： 当一个方法开始执行后,只有两种方式可以退出，一种是遇到方法返回的字节码指令；一种是遇见异常，并且这个异常没有在方法体内得到处理。 方法退出的过程实际上就等同于把当前栈帧出栈,因此退出时可能执行的操作有:恢复上层方法的局部变量表和操作数栈,把返回值(如果有的话)压入调用者栈帧的操作数栈中,调整PC计数器的值以指向方法调用指令后面的一条指令等。
线程私有-本地方法栈
各虚拟机自由实现，本地方法栈native方法调用 ，本地方法栈的功能和特点类似于虚拟机栈，均具有线程隔离的特点以及都能抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。
（4）方法区（永久代（JDK1.7和以前），元空间）
主要存放：类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后代码。 更加详细一点的说法是方法区里存放着类的版本，字段，方法，接口和常量池。常量池里存储着字面量和符号引用。
符号引用包括：1.类的全限定名，2.字段名和属性，3.方法名和属性。
在JDK1.7之前运行时常量池包括字符串常量池存放在方法区, 此时hotspot虚拟机对方法区的实现为永久代
在JDK1.7 运行时常量池进入到堆
在JDK1.8 hotspot移除了永久代用元空间(Metaspace)取而代之。
（5）java堆
堆是需要重点关注的一块区域，因为涉及到内存的分配(new关键字，反射等)与回收(回收算法，收集器等)几乎所有的对象都是在堆中分配.
（6）直接内存
使用Native函数库直接分配堆外内存(NIO)
并不是JVM运行时数据区域的一部分，但是会被频繁使用(可以通过-XX:MaxDirectMemorySize来设置（不设置的话默认与堆内存最大值一样,也会出现OOM异常)
使用直接内存避免了在Java 堆和Native 堆中来回复制数据，能够提高效率
（7）溢出泄露问题
**内存溢出：**程序在申请内存时，没有足够的内存空间
**栈溢出：**方法死循环递归调用（StackOverflowError）,不断建立线程（OutOfMemoryError）
**堆溢出：**不断的创建对象，分配对象大于堆的大小
**直接内存：**JVM分配的本地直接内存大小大于JVM的限制(可以通过-XX:MaxDirectMemorySize来设置（不设置的话默认与堆内存最大值一样,也会出现OOM异常)
**方法区溢出：**在经常动态生产大量Class的应用中，CGLIb字节码增强，动态语言，大量JSP(JSP第一次运行需要编译成Java类),基于OSGi的应用(同一个类，被不同的加载器加载也会设为不同的类)
**内存泄露：**程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间。
（8）内存泄露和内存溢出辨析
内存溢出：实实在在的内存空间不足导致；
内存泄漏：该释放的对象没有释放，常见于使用容器保存元素的情况下。
如何避免：
内存溢出：检查代码以及设置足够的空间
内存泄漏：一定是代码有问题
往往很多情况下，内存溢出往往是内存泄漏造成的。