JDK体系结构和JVM整体架构解析
JDK体系结构
JVM虚拟机组成
JVM可以分为3大部分：类加载器（类装载子系统），运行时数据区和执行引擎。
类加载器：
- 负责加载字节码文件，即java编译后的 .class 文件
- 负责查找并装载类型
运行时数据区：
- 负责存放.class 文件，分配内存。运行时数据区又分为5个部分:
- 方法区：负责存放.class 文件，方法区里有一块区域是运行时常量池，用来存放程序的常量、静态变量、类信息。
- 堆：分配给对象的内存空间。
方法区和堆是所有线程共享的内存空间。
- 栈（线程）：每个线程独享的内存空间；不同的线程都有自己的栈内存空间，可以用来放内部的局部变量。
- 本地方法栈：本地native方法独享的内存空间，(使用C或者C++实现的)
- 程序计数器：记录线程执行的位置，方便线程切换后再次执行。
栈（线程），本地方法栈，程序计数器是每个线程独享的。
执行引擎：
- JAVA虚拟机的最核心组件之一，它负责执行虚拟机的字节码，现代虚拟机为了提高执行效率，会使用即时编译技术将方法编译成机器码后再执行。
GC回收过程
YGC过程：
- 绝大多数刚创建的对象会被分配在Eden区（伊甸园区），其中的大多数对象很快就会消亡。Eden区是连续的内存空间，因此在其上分配内存极快；
- 当Eden区满的时候，执行Minor GC（YGC），将消亡的对象清理掉，并将剩余的对象复制到一个存活区Survivor0（此时，Survivor1是空白的，两个Survivor总有一个是空白的）；
- 此后，每次Eden区满了，就执行一次Minor GC，并将剩余的对象都添加到Survivor0；
- 当Survivor0也满的时候，将其中仍然活着的对象直接复制到Survivor1，以后Eden区执行Minor GC后，就将剩余的对象添加Survivor1（此时，Survivor0是空白的）。
- 当两个存活区切换了几次（HotSpot虚拟机默认15次，用-XX:MaxTenuringThreshold控制，大于该值进入老年代）之后，仍然存活的对象（其实只有一小部分，比如，我们自己定义的对象），将被复制到老年代。
PS:虚拟机并不是永远地要求对象的年龄必须达到了MaxTenuringThreshold才能晋升老年代。
对象动态年龄判断：如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的50%（-XX:TargerSurvivorRatio可以指定），年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无须等到MaxTenuringThreshold中要求的年龄。例如：Survivor区域现有一批对象，年龄1+年龄2+年龄n的多个年龄对象总和超过了Survivor区域的50%，此时就会吧年龄n（含）以上的对象都放到老年代。这个规则其实是希望那些可能是长期存活的对象，尽早进入老年代。对象动态判断机制一般是在mimor gc之后触发的。
Full GC的触发条件：
对于Minor GC，其触发条件非常简单，当 Eden 空间满时，就将触发一次 Minor GC。而 Full GC 则相对复杂，有以下条件：
- 调用 System.gc()
只是建议虚拟机执行 Full GC，但是虚拟机不一定真正去执行。不建议使用这种方式，而是让虚拟机管理内存。
- 老年代空间不足
老年代内存空间满了之后执行。
老年代空间不足的常见场景为前文所讲的大对象直接进入老年代、长期存活的对象进入老年代等。
为了避免以上原因引起的 Full GC，应当尽量不要创建过大的对象以及数组。除此之外，可以通过 -Xmn 虚拟机参数调大新生代的大小，让对象尽量在新生代被回收掉，不进入老年代。还可以通过 -XX:MaxTenuringThreshold 调大对象进入老年代的年龄，让对象在新生代多存活一段时间。
- 空间分配担保失败
使用复制算法的 Minor GC 需要老年代的内存空间作担保，如果担保失败会执行一次 Full GC。
- JDK 1.7 及以前的永久代空间不足
在 JDK 1.7 及以前，HotSpot 虚拟机中的方法区是用永久代实现的，永久代中存放的为一些 Class 的信息、常量、静态变量等数据。
当系统中要加载的类、反射的类和调用的方法较多时，永久代可能会被占满，在未配置为采用 CMS GC 的情况下也会执行 Full GC。如果经过 Full GC 仍然回收不了，那么虚拟机会抛出 java.lang.OutOfMemoryError。
为避免以上原因引起的 Full GC，可采用的方法为增大永久代空间或转为使用 CMS GC。
- Concurrent Mode Failure
执行 CMS GC 的过程中同时有对象要放入老年代，而此时老年代空间不足（可能是 GC 过程中浮动垃圾过多导致暂时性的空间不足），便会报 Concurrent Mode Failure 错误，并触发 Full GC。
垃圾收集器：
