在上篇文章中我们稍微提了一下JVM，那在这篇文章中我们就来详细聊聊。在这里我推荐大家去阅读《Java Web技术内幕》这本书籍，这本书的内容还是不错的，有框架部分也有较为底层的部分，尤其是Java I/O、JVM以及中文编码这几大模块讲的很详细，大家有空可以去看一看。本篇文章也多处借用了书籍的内容。下面我们开始吧。
JVM的全称是Java Virtual Machine (Java虚拟机），它通过模拟一个计算机来达到计算机所具有的计算功能。我们先来看看一个真实的计算机如何才能具备计算的功能。
以计算为中心来看计算机的体系结构可以分为如下几个部分：
接下来我们再来看看JVM的体系结构：
那么，JVM和实体机到底有何不同呢？大体有如下几点：
接下来我们对JVM体系中的重点部分进行详细讲解。
JVM内存区域
PC寄存器：是一块较小的内存空间，它可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器，属于独占区域。由于Java程序是多线程执行的，所以当多个线程交叉执行时，被中断线程的程序当前执行到那条的内存地址必然要保存下来，以便于它被恢复时再按照被中断时的指令地址继续执行下去。如果线程执行的是java方法，那么，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址，如果是native方法，那么值为undefined，这个区域也是唯一一个没有规定内存溢出情况的区域。
java栈：描述的是java方法执行的动态内存模型，每一个方法执行都会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈、方法的返回地址，指向当前方法所属的类的运行时常量池的引用。一个方法的开始和结束对应入栈和出栈。
本地方法栈：为虚拟机执行native方法服务
堆：存放对象实例、垃圾收集器管理的主要区域、新生代，老年代。java堆中一些设置都是为了垃圾回收器。当然也会抛出内存溢出outofmemoryError
方法区(可以理解为class文件在内存存放的位置)：存储虚拟机加载的类信息（类的版本、字段、方法、接口），常量、静态变量、即时编译器编译后的的代码等数据。
垃圾回收
1、如何判定对象为垃圾对象（标记算法）
引用计数法
在对象中添加一个引用计数器，当有地方引用它时，计数器加一，引用失效时，计数器为0，但无法处理循环引用的问题。（-verbose:gc和-xx:PrintGCDetail打印垃圾回收器的回收日志 两个分别为简单和详细）
可达性分析法
通过一系列的被称为 GC root的对象作为起点，依次往下寻找和GC root有关或间接有关的一些对象，这就会形成一条引用链，这条引用链上的对象都是可用的。当一个对象到 GC root 没有任何引用 链相连，则证明此对象是不可用。可被作为GC root对象的有：虚拟机栈（局部变量表）引用的对象、方法区中的类属性引用的对象、方法区中的常量引用的对象，本地方法栈中引用的对象
引用
强引用：引用只要还在，就不会被GC回收；
软引用：在内存不足发生OOM之期，就回收掉该引用；
弱引用：在下一次GC前，就回收掉该引用；
虚引用：在任何时候可能被回收；
finalize
若对象在进行可达性分析后发现没有与 GC roots 相连接的引用链，那么他将会被第一次标 记并进行一次筛选，筛选的条件是该对象是否有必要执行finalize()方法，当对象没有重写 finalize()方法或者 finalize()方法已经被虚拟机调用过，虚拟机将这两种情况都视为没必要执 行。 若该对象被判定为有必要执行 finalize 方法，则这个对象会被放在一个 F-Queue 队列， finalize 方法是对象逃脱死亡命运的最后一次机会，稍后 GC 将对 F-queue 中的对象进行第二 次小规模的标记，若对象要在 finalize 中成功拯救自己—只要重新与引用链上的任何一个对 象建立关联即可，那么在第二次标记时他们将会被移出“即 将回收”集合。
2、如何回收
回收策略
1)、标记-清除算法：经过可达性分析法后，对需要清除的对象进行标记然后清除。缺点，产生大量不连续的内存碎片、标记和清除效率都不高 （效率问题和空间问题）
2)、停止-复制算法：在堆中分为两块区域新生代和老年代，老年代并不是特别关注，主要是新生代。新生代(Young Gen)又可以划分为Eden(只要是新创建的对象都会被扔到这里，也是垃圾回收器最常光顾)，Survivor存活区(当 Eden 区中没有足够的 内存空间进行分配时，虚拟机将发 起一次minorGC{minor gc：发生在新生代的垃圾收集动作，非常频繁，一般回收速度比较快 full gc：发生在老年代的gc}，若对象在 eden 出生并经过第一次 minor gc 后仍然存活，并且能被 survivor 容纳的话，将被移到 survivor 空间中，并且对象年龄设为 1.)。老年代(TenuredGen)：对象在 survivor 中每熬过一次 minor gc，年龄就+1，当他年龄达到一定程度（默认为 15）， 就会晋升到老年代，垃圾回收也相对没有那么频繁。
复制算法就是将可用内存按照容量划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块。 当这一块的内存用完了，则就将还存活的对象复制到另一块上面，然后再把已经使用过的内 存空间一次清理掉，那么下一次的垃圾回收就发生在另一块内存空间上。但这样每次只使用一块内存会造成内存浪费，HotSpot解决：将内存分为一块较大的 eden 空间和两块较小的 survivor 空间，默认比例是 8:1:1，即每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的 90%，每次使 用 eden 和其中一个 survivour。当回收时，将 eden 和 survivor 中还存活的对象一次性复制到 另外一块 survivor 上，最后清理掉 eden 和刚才用过的 survivor，若另外一块 survivor 空间没 有足够内存空间存放上次新生代收集下来 的存活对象时，这些对象将直接通过分配担保机制 进入老年代。
3)、标记-清理算法：此方法主要是针对老年代，复制算法不适合老年代，效率很低。标记过程和“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对 象进行清除，而是让存活对象都向一端移动，然后直接清理掉另一端的内存
4)、分代收集算法：根据内存的分代，选择不同的垃圾回收算法。新生代：停止-复制算法 老年代：标记-清理算法
垃圾回收器
第一阶段，Serial（串行）收集器
这个收集器是一个单线程收集器，只会使用一个CPU或者一条收集线程进行垃圾收集工作。其余的工作线程必须暂停，直到收集结束，回收慢。PS：开启Serial收集器的方式：-XX:+UseSerialGC
第二阶段，Parallel（并行）收集器
Serial收集器的多线程版本。垃圾收集器线程和工作线程同时工作。效率高，但是当Heap过大时，应用程序暂停时间较长。PS:开启Parallel收集器的方式：-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC
第三阶段，CMS（并发）收集器
CMS收集器在Minor GC时会暂停所有的应用线程，并以多线程的方式进行垃圾回收。在Full GC时不再暂停应用线程，而是使用若干个后台线程定期的对老年代空间进行扫描，及时回收其中不再使用的对象。老年代回收时暂停时间短。产生内存碎片 PS:开启CMS收集器的方式：-XX:+UseParNewGC - XX:+UseConcMarkSweepGC
第四阶段，G1（并发）收集器
G1收集器（或者垃圾优先收集器）的设计初衷是为了尽量缩短处理超大堆（大于4GB）时产生的停顿。相对于CMS的优势而言是内存碎片的产生率大大降低。 PS:开启G1收集器的方式：-XX:+UseG1GC
类加载机制
类加载过程
类从加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括： 加载-验证-准备-解析-初始化-使用-卸载，其中验证-准备-解析称为链接。
在加载阶段，虚拟机需要完成下面 3 件事：
1）通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流； （可从文件{class、jsp、jar文件}、网络、计算生成一个二进制流{$Proxy}、数据库）
2）将这个字节流所表示的静态存储结构转化为方法区运行时数据结构
3）在方法区生成一个java.lang.Class对象，作为方法区数据的访问入口。
验证的目的是为了确保 clsss 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，且 不会危害虚拟机自身的安全。验证阶段大致会完成下面 4 个阶段的检验动作：
1）文件格式验证
2）元数据验证
3）字节码验证
4）符号引用验证{字节码验证将对类的方法进行校验分析，保证被校验的方法在运行时不会做出危害虚拟机的事，一个类方法体的字节码没有通过 字节码验证，那一定有问题，但若一个方法通过了验证，也不能说明它一定安全}。
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置变量的初始化值得阶段，这些变量所使用的 内存都将在方法区中进行分配。（不是实例变量，且是初始值，若 public static int a=123;准 备阶段后 a 的值为 0，而不是 123，要在初始化之后才变为 123，但若被 final 修饰，public static final int a=123;在准备阶段后就变为了 123）
解析阶段是虚拟机将常量池中的符号引用变为直接引用的过程。
初始化阶段则是开始为变量附值
初始化和实例化不同：直接类名.a 类不会实例化，只会初始化
类加载器
从 Java 虚拟机的角度来说，只存在两种不同的类加载器：一种是启动类加载器，这 个类加载器使用 c++实现，是虚拟机自身的一部分。另一种就是所有其他的类加载器，这些 类加载器都由 Java 实现，且全部继承自 java.lang.ClassLoader。
从 JAVA 开发人员角度，类加载器分为：
1）启动类加载器，这个加载器负责把\lib 目录中或者 –Xbootclasspath 下的类库加载到虚拟机内存中，启动类加载器无法被 Java 程序直接引用。
2）扩展类加载器：负责加载\lib\ext 下或者 java.ext.dirs 系统变量指定 路径下 all 类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
3）应用程序类加载器，负责加载用户路径 classpath 上指定的类库，开发者可以直接 使用这个类加载器，若应用程序中没有定义过自己的类加载器，一般情况下，这个就是程序 中默认的类加载器。
4) 自定义加载器 要实现自定义类加载器：只需要继承 java.lang.classLoader。 重写loadClass方法
以上就是本次的内容。当然，整个JVM体系内容非常多，我只是将一些重点内容给提取出来而已，如果想详细了解的话，还是推荐大家去看《深入理解Java虚拟机》这本书籍。另外，本人才疏学浅，部分内容并没有理解的非常透彻，如有错误部分请及时指出，本人感激不尽。