自己絮絮叨叨的一些屁话
这本书真是巨作，很少读过国外作者写的这么精确易懂的技术书籍。
我觉得，作为一名Java程序员，是一定要知道、了解因而把握JVM的，毕竟是Java知识体系的核心所在。然而，刚刚接触Java的时侯，一听哪些Java虚拟机，就觉得离自己好远好高深好高大上，我等新手应当是这辈子都不能懂这些东西了。所谓难者不会，想必就是这个道理。
入行了一年多，感觉假如整天都只能做这些CURD的东西，估计这辈子都成为不了一名真正的程序员了。所以便买了这本风评挺好的书，准备硬着头皮去拜读一番。那曾料到，这本书是这么的通俗易懂，由浅入深，从Java虚拟机的发展史（第一章）讲起，介绍了Java的内存管理（第二章）、垃圾搜集与内存分配（第三章）、Java虚拟机显存调优（第五章），随后介绍了类文件结构，也就是教你如何看编译后的class文件（第六章）、虚拟机类加载机制（第七章）和字节码执行引擎（第八章），再到程序的编译与代码优化（第九、十章），最后讲解了一些高效并发的知识（第十二、十三章）。看了一遍以后，确实对于Java虚拟机有了一定的了解，让我觉得不是这么陌生，不过还谈不上书名所说的深入理解，更远远达不到会者不难的境界。不过这本书一刷也是收获甚微的，因此决定二刷巩固一下知识点，并做好笔记，便于之后的备考和知识点搜索。也希望，自己才能尽量提炼出这本书的核心部份，如果能把知识提炼下来并能让其他人读懂深入理解java虚拟机电子版，才是真正的把握了知识点吧。
约定
正常字体为知识点总结
斜体为阅读手册，以及小白的剖析
下划线为重点部份
引用则是原作者的大段文字引用
第一章 走进Java
本章主要述说了Java的技术体系、Java发展历程以及Java虚拟机的发展历程，算是对Java虚拟机的背景了解。
Java技术体系
sun官方定义的Java技术体系包括：
JDK：Java编程语言、Java虚拟机、Java API解释器三部份合称
JRE：Java虚拟机、Java SE API
Java发展史
本小结介绍了Java的发展史，简单阅读了解即可。
Java虚拟机发展史
本小结介绍了Java虚拟机的发展史，基本把大大小小的虚拟机都介绍了一遍，我们主要瞧瞧三大虚拟机吧
展望Java技术的未来 实战：自己编译JDK
有兴趣的同学可以根据书上的教程自己编译一下，感受一下
第二章 Java显存区域与内存溢出异常
本章主要介绍了Java虚拟机显存的各个区域，这些区域的作用、服务对象以及其中可能形成的问题，从而让你们晓得，虚拟机是如何使用显存的
运行时数据区域
Java虚拟机在执行Java程序时的过程中，会把他管理的显存界定为若干个不同的数据区域。这些区域都有各自的用途，以及创建和销毁时间，有的区域随着虚拟机进程的启动而存在，有些区域则依赖用户线程的启动和结束而构建和销毁。
1、程序计数器
其实如同名子所说一样，他就是用于程序运行时计数的，记住字节码执行到了那里
程序计数器是一块小的显存空间，可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。在虚拟机的概念模型中，字节码解释器工作时，就是通过改变这个计数器的值来选定下一条须要执行的字节码指令。
由于Java虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方法来实现，一个时刻一个处理器都只会执行一个线程的指令。因此，为了线程切换后能恢复到正确的执行位置，每一个线程都有一个独立的程序计数器，各个线程的计数器互不影响独立储存。
这类显存区域称为“线程私有”的显存。
2、Java虚拟机栈
一个栈，执行Java方式时将方式入栈，执行结束后就出栈。每一个栈帧保存一些信息，8.2小结有详尽介绍
线程私有，生命周期与线程一致。
虚拟机栈描述的是Java方式执行的显存模型：
每个方式在执行的同时还会创建一个栈帧，用于储存局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方式从调用直到执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。
这个区域有两种异常状况：
3、本地方式栈
与虚拟机栈类似，虚拟机栈是为执行Java方式服务，本地方式栈是为虚拟机使用到的Native方式服务。
也会抛出虚拟机栈的两个异常
什么是Native方式呢？一个Native Method是这样一个java的方式：该方式的实现由非java语言实现。具体可以看这个链接Java的native方式
4、Java堆
Java堆是Java虚拟机所管理的显存中最大的一块区域。Java堆是被所有线程共享的一块显存区域，在虚拟机启动时创建。
此区域的惟一目的：存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这儿分配显存。
Java堆是垃圾搜集器管理的主要区域，有时也被称为GC堆。从显存回收的角度看，由于现今搜集器基本都采用分代搜集算法，所以可以分为：新生代和老年代。垃圾搜集器3.5节有详尽介绍
Java堆可以处于化学上不连续的显存空间，只要逻辑上连续即可。堆可以固定大小也可以扩充的（通过-Xmx和Xms控制），如果堆中没有完成显存分配且难以继续扩充时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
5、方法区
也是线程共享。
用于储存已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
方法区可以处于化学上不连续的显存空间，只要逻辑上连续即可。可以固定大小也可以扩充，还可以选择不实现垃圾搜集。该区域的显存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。
方法区未能满足显存分配需求时，抛出OutOfMemoryError异常。
5.1、运行时常量池
方法区的一部分。类加载后步入方式区运行，class文件中的常量池信息将存在运行时常量池。另一个重要特点是具备动态性：运行期间也可以将常量装入池中。
X、直接显存
并不是虚拟机规范中定义的显存区域，但是这部份显存也会被频繁使用，也可以引起OutOfMemoryError异常。
HotSpot虚拟机对象
本节以常用的虚拟机HotSpot和常用的显存区域Java堆为例，深入剖析HotSpot虚拟机在Java对中对象分配、布局和访问的全过程
对象的创建
在语言层面上，创建对象仅仅是一个new关键字而已。
虚拟机里创建对象的过程如下：
第一步，检查是否早已加载
检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到一个类的符号引用，并且检测这个符号引用代表的类是否早已被加载、解析和初始化过。如果没有，则必须先执行相应的类加载过程。第七章会有详尽介绍
第二步，为新生对象分配显存，在Java堆界定一块显存
这里分为两种情况：
1. 如果Java堆的显存是绝对规整的，则使用显存碰撞的分配方法，将表针向空闲部份方向联通一个对象大小的位置。
2. 如果Java堆的显存不是规整的，则使用空闲列表分配但凡，即虚拟机必须维护一个列表，记录什么内存块是可用的，在分配时找到一块足够大的空间界定给对象实例。
第三步，初始化零位
内存分配完成后，虚拟机须要将分配到的显存空间都初始化为零位。这一步操作保证了对象的实例数组在Java代码中可以不赋初始值就直接使用。
第四步，对对象进行必要设置
例如这个对象是那个类的实例、如何找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的GC分代年纪等信息，存放在对象的对象头中。
第五步，执行方式 对象的显存布局
对象在显存中储存的布局可以分为3块区域：对象头、实例数据和对其填充。
对象头
对象头包含两部份信息
1. 存储对象自身的运行时数据。如哈希码、GC分代年纪、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等。
2. 类型表针，即对象指向他的类元数据的表针。虚拟机通过这个表针来确定这个对象是那个类的实例。并不是所有的虚拟机实现就会在对象数据上保留类型表针。下文所说的使用句柄定位的方法的虚拟机就不需要保留类型表针。
其实对象头的这种信息，就应当是虚拟机创建对象过程中第四步生成的吧
实例数据
实例数据部份是对象真正储存的有效信息，也是在程序代码中所定义的各类类型的数组内容。
对齐填充
这部份不是必然存在的，仅仅是起着占位符的作用。因为HotSpot的手动显存管理系统要求显存起始地址必须是8字节的整数倍，所以在没有对齐时就要用对齐填充来补全。
对象的访问定位
Java程序须要通过栈上的reference数据来操作堆上的具体对象。reference类型在Java虚拟机规范中之规定了一个指向对象的引用，对象的访问方法有两种，使用句柄和直接表针。
使用句柄
Java堆须要界定出一块显存作为句柄池，reference中储存的就是对象的句柄地址，句柄中包含了对象实例数据与类型数据各自的具体地址信息。其实就是一种间接的访问方法
优点：reference中储存的是稳定的句柄地址。
直接表针
Java堆对象的布局中要考虑怎样避免访问类型数据的相关信息，reference中储存的直接就是对象地址。然后可以通过对象头中的类型表针找到方式区的类型数据。
优点：直接访问速率快。
OutOfMemoryError异常 Java堆溢出
只要不断创建对象，并且防止垃圾回收机制，对象数据达到最大堆容量限制后才会形成。抛出异常后会进一步提示“Java heap space”。
解决方法：对Dump下来的堆轮询快照进行剖析（通过参数-XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError设置成出现显存溢出则Dump出），确认显存中的对象是否为必要的，也就是要分辨是内存泄露还是显存溢出。
内存泄漏：内存未释放活未能释放，所以要查看泄漏对象到GC Roots的引用链深入理解java虚拟机电子版，找到是怎样关联造成垃圾搜集器难以手动回收。
内存溢出：没有足够的显存，对象确实都必须存活，则须要检测虚拟机的堆参数（堆的最大值-Xmx与堆的最小值-Xms）。
虚拟机栈和本地方式栈溢出
-Xss参数设定虚拟机栈容量，-Xoss设定本地方式栈容量，但是HotSpot虚拟机并不分辨虚拟机栈和本地方式栈，所以只设置-Xss即可。
单个线程下，抛出的都是StackOverflowError异常。如果不断的构建线程则可以形成显存溢出异常。
多线程造成的内存溢出，之鞥通过降低最大堆和降低栈容量获取更多的线程。
方法区和运行时常量池溢出
通过-XX:PermSize=10m —XX:MaxPermSize=10m限制方式区大小。
运行时常量池溢出会跟着“PermGen space”信息。
本机直接内存溢出
通过-XX:MaxDirectMemorySize指定。一个显著的特点是Dump文件中不会见到显著的异常。
第三章 垃圾搜集器与显存分配策略 概述
程序计数器、Java虚拟机栈、本地方式栈三个区域随进程而生，随进程而灭。每一个栈帧分配的显存大小在类结构确定时就早已确定了。即显存的分配和回收都具备确定性，不需要过多考虑。而Java堆和技巧区显存的分配和回收都是动态的，只有程序处于运行状态期间才能晓得要创建什么对象，所以垃圾搜集器关注的是这部份。
对象已死吗？
垃圾搜集器在对堆进行回收之前，要确定什么对象是存活的，哪些是死去的。实际上就是看那些对象是不是都会被用到，本节介绍几种判定对象是否存活的方式
引用计数法
并不是主流虚拟机使用的方式
给对象中添加一个引用计数器，每当有一个地方引用他时，计数器就加1，当引用失效时，计数器就减1，任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
引用计数法实现简单，判定效率也高，之所以没有被主流虚拟机使用，是因为很难解决对象之间互相循环引用的问题。如果两个对象互相引用对方，而没有其他对象引用，但是也会使计数器不为0
可达性剖析算法
基本思路：通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这种节点开始向上搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（GC Roots到这个对象不可达），则证明此对象是不可用的。
可作为GC Roots节点的对象包括以下几种：
引用的四种类型
两种判别对象是否存活的形式，实际上都是看对象是否被引用。JDK1.2以后，引用按照引用硬度被分为以下四种：
生存还是死亡
真正宣告一个对象的死亡，至少须要经历两次标记过程。
第一次：可达性剖析后，发现没有与GC Roots相联接的引用链，则会被第一次标记而且进行一次筛选，看此对象是否有必要执行finalize()方法。如果对象没有覆盖finalize()方法，或者该方式早已被虚拟机调用，则虚拟机会认定没有必要执行finalize方式。如果被判断有必要执行finalize方式，则这个对象会被放置在一个称作F-Queue的队列中，并在稍后由一个虚拟机手动构建的、低优先级的finalizer线程去执行（触发这个方式）。稍后GC将会对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记，然后进行回收。所以finalize()方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，只要在finalize()方法中重新与引用链上的任一一个对象构建关联即可。这样第二次标记时便会将其移除正式回收的集合。任何一个对象的finalize方式只能执行一次。
回收方式区
Java虚拟机规范中说可以不对方式区进行垃圾回收，而且方式区中的垃圾回收效率比较低。
永久代的垃圾搜集主要走啊回收两个部份：废弃常量和无用的类。
回收废弃常量
与Java堆中的回收对象类似，没有其他地方引用这个字面量，则会被系统清理出常量池。
判断是否为无用的类
需要满足三个条件：
即便是满足以上几点，也不一定是必然会回收
垃圾搜集算法
主要介绍集中算法的思想和发展过程
1、标记-清除算法
最基础的算法，之所以说是最基础的是因为其他的算法都是基于这个思路并对其不足进行改进。分为标记和消除两个部份。
1. 首先标记所有须要回收的对象
2. 标记完成后统一回收
主要不足：
1. 效率问题，标记和消除的效率都不高
2. 空间问题，会形成大量的显存碎片，导致之后程序须要分配较大对象时找不到合适的空间。从而不得不提早出发一次GC
2、复制算法
将可用显存界定为大小相同的两块，每次只用一块。当这一块用完后，将存活的对象复制到另一块，然后将已使用过的显存一次清除掉。这样每次对整个半区进行回收，不用考虑显存碎片的问题。
不足：将显存缩小为原先的一半，代价较高。
现代的商业虚拟机都使用这些算法回收新生代，不同之处在于，是将显存分为一块较大的Eden空间和两块较小的survivor空间，每次使用Eden和一块survivor。GC时，将Eden和survivor中存活的对象复制到另一块survivor上，然后清除掉之前的Eden和survivor。当survivor空间不够时，需要依赖其他显存进行分配担保，即那些对象直接步入老年代。后面的章节会提到
HotSpot默认Eden与survivor空间比为8：1
3、标记-整理算法
对象存活率较高的时侯，将会进行较多的复制操作，这样会增加效率。
该算法第一步也是标记须要回收的对象，之后让所有存活的对象都向显存一端联通，然后直接清除掉端边界以外的显存。
4、分代搜集算法
当前商业虚拟机都是采用分代搜集。
根据对象存活周期的不同将显存分为几块：新生代和老年代。这样可以依据各个年代的特征采用最适当的搜集算法。
HotSpot的算法实现 枚举根节点
例子：可达性剖析从GC Roots节点找引用链。
如果在方式区中挨个检测引用，则会消耗好多的时间。另外，可达性剖析对执行时间的敏感性还彰显在GC停顿上：这项剖析工作必须在一个能确保一致性的快照中进行。
一致性：整个剖析期间整个执行系统看起来如同冻结在某一个时间点上，不可以出现剖析过程中对象的引用关系还在不断变化的情形。这是造成GC进行时必须停顿所有Java执行线程（stop the world）的重要诱因。
目前主流的Java虚拟机都是使用的准确式GC。HotSpot使用一组称为OopMap的数据结构保存什么地方存在着对象引用，从而防止系统检测所有执行上下文和全局的引用位置。在类加载完成的时侯，HotSpot吧对象内哪些偏移量上是哪些类型的数据估算下来，在JIT编译过程中也会特定位置记录下栈和寄存器中什么位置是引用。
安全点
线程抵达安全点才可以GC
HotSpot没有为每一条指令都生成OopMap，而是在特定的位置记录了这个信息，这些位置称为安全点。程序只有抵达了安全点才可以暂停。
safepoint的选取，既不能太少以至于让GC等待时间台城，也不能过分频繁以至于过于减小运行时的负荷，所以安全点的选取基本上是以“是否具有让程序长时间执行的特点”为标准选取的。
如何在GC发生是让所有的线程都挪到安全点？这里有两个方案：
1. 抢先式中断：GC发生时，中断全部线程，如果有线程没有到安全点则放开他让他到安全点。现在早已没有虚拟机使用这些方法了。
2. 主动式中断：GC须要中断时，不直接对线程操作，而是设置一个标志，各个线程主动协程这个标示，发现中断标识为真时就自己中断挂起。轮训标志的地方和安全点是重合的。
安全区域
当程序“不执行”，即没有分配CPU时间，比如处于sleep和Blocked状态，这时候线程就难以响应JVM的中断恳求，这种问题须要安全区域解决。
安全区域是指在一段代码中，引用关系不会发生变化，可以看做为扩充的安全点。
线程执行到安全区域时，首先标示自己步入了安全区域，当发生GC时，JVM就不会管这部份线程。当线程离开安全区域时，要检测系统是否完成了根节点枚举，完成了就继续执行，否则要等待可以安全离开的讯号。
垃圾搜集器 1、Serial收集器 2、ParNew收集器 3、Parallel Scavenge搜集器 4、Serial Old收集器 5、Parallel Old收集器 6、CMS收集器 CMS收集器的显存回收过程是与用户线程一起并发执行缺点：1、对CPU资源十分敏感。2、无法处理浮动垃圾，即伴随程序运行时会形成的新的垃圾，这些垃圾出现在标记过程以后，只能上次GC处理。3、标记清理的本身问题 7、G1收集器
当今搜集器技术发展的最前沿成果
特点：
将整个Java堆分为多个大小相等的独立区域，并保留新生代和老年代的概念。
运作步骤：
理解GC日志
后续找一个日志来剖析吧
内存分配与回收策略
Java体系中倡导的手动管理显存可以归结为自动化的解决两个问题：
1. 给对象分配显存
2. 回收分配给对象的显存
对象优先在Eden分配
大多数情况下，对象在新生代Eden区分配。如果Eden区没有足够空间进行分配，则将进行一次GC。
大对象直接步入老年代
大对象：需要大量连续显存空间的对象。可以避免大对象在Eden区和两个Survivor区来回复制。
长期存活的对象将步入老年代
虚拟机给每一个对象定义了一个对象年纪（Age）计数器。如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后依然存活，则联通到Survivor区，年龄设为1。之后每度过一次Minor GC就会成长一岁，当年纪抵达一定程度（默认15岁），便会晋升老年代。
动态对象年纪判断
如果在Survivor空间中相同年纪所有对象大小总和小于Survivor空间的一半，年龄小于或等于该年纪的对象就可以直接步入老年代。
空间分配担保
发生Minor GC之前，虚拟机会先检测老年代最大可用的连续空间是否小于新生代所有对象总空间，如果创立则Minor GC确保安全。如果不创立，则虚拟机查看HandlePromotionFailure设置值是否准许担保失败。如果容许则继续检测老年代最大可用的连续空间是否小于历次晋升到老年代对象的平均大小（这是一种动态机率的手段），如果小于则尝试进行一次Minor GC，这是有风险的。如果大于，则改为进行一次Full GC。
