先想想一些问题

我们开发人员编写的Java代码是怎么让电脑认识的

首先先了解电脑是二进制的系统，他只认识 01010101

比如我们经常要编写 HelloWord.java 电脑是怎么认识运行的 HelloWord.java是我们程序员编写的，我们人可以认识，但是电脑不认识

Java文件编译的过程 因此就需要编译：

程序员编写的.java文件

由javac编译成字节码文件.class：（为什么编译成class文件，因为JVM只认识.class文件）

在由JVM编译成电脑认识的文件 （对于电脑系统来说 文件代表一切）

（这是一个大概的观念 抽象画的概念）

为什么说java是跨平台语言

这个跨平台是中间语言（JVM）实现的跨平台

java有JVM从软件层面屏蔽了底层硬件、指令层面的细节让他兼容各种系统

难道 C 和 C++ 不能跨平台吗？

其实也可以

C和C++需要在编译器层面去兼容不同操作系统的不同层面，写过C和C++的就知道不同操作系统的有些代码是不一样

JVM中的新生代，老年代和永久代

共享内存区划分

1.共享内存区 = 持久代 + 堆（注;jdk1.8及以上jvm废弃了持久代）

2.持久带代= 方法区 + 其他

3.Java堆 = 老年代 + 新生代

4.新生代 = Eden(伊甸区) + S1（幸存1） + S2（幸存2）

新生代、老年代、永久代

一般把java堆分为新生代、老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法

新生代中，每次垃圾收集时都发现大批对象死去，只有少量对象存活，便采用了复制算法，只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成收集

而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须采用“标记-清理”或者“标记-整理”算法

新生代又分为Eden和Survivor(From Space与To Space)两个区；加上老年代就这三个区

数据会首先分配到Eden区当中（当然也有特殊情况，如果是大对象那么会直接放入到老年代（大对象是指需要大量连续内存空间的java对象）

当Eden没有足够空间的时候就会触发jvm发起一次Minor GC；如果对象经过一次Minor-GC还存活，并且又能被Survivor空间接受，那么将被移动到Survivor空间当中；并将其年龄设为1，对象在Survivor每熬过一次Minor GC，年龄就加1，当年龄达到一定的程度（默认为15）时，就会被晋升到老年代中了，当然晋升老年代的年龄是可以设置的

JVM的方法区

也被称为永久代； 在这里都是放着一些被虚拟机加载的类信息，静态变量，常量等数据。这个区中的东西比老年代和新生代更不容易回收

其实新生代和老年代就是针对于对象做分区存储，更便于回收等等

为什么分年老代和新生代

新生代：

年轻代主要存放新创建的对象，内存大小相对会比较小，垃圾回收会比较频繁；年轻代分成1个Eden Space和2个Suvivor Space（from 和to）

老年代：

年老代主要存放JVM认为生命周期比较长的对象（经过几次的新生代的垃圾回收后仍然存在），内存大小相对会比较大，垃圾回收也相对没有那么频繁

为什么要分为Eden和Survivor?为什么要设置两个Survivor区？

如果没有Survivor，Eden区每进行一次Minor GC，存活的对象就会被送到老年代。老年代很快被 填满，触发Major GC.老年代的内存空间远大于新生代，进行一次Full GC消耗的时间比Minor GC 长得多,所以需要分为Eden和Survivor

Survivor的存在意义，就是减少被送到老年代的对象，进而减少Full GC的发生，Survivor的预筛选保证，只有经历16次Minor GC还能在新生代中存活的对象，才会被送到老年代

设置两个Survivor区最大的好处就是解决了碎片化，刚刚新建的对象在Eden中，经历一次Minor GC，Eden中的存活对象就会被移动到第一块survivor space S0，Eden被清空；等Eden区再满 了，就再触发一次Minor GC，Eden和S0中的存活对象又会被复制送入第二块survivor space S1（这个过程非常重要，因为这种复制算法保证了S1中来自S0和Eden两部分的存活对象占用连续 的内存空间，避免了碎片化的发生）

Minor GC ，Full GC 触发条件

Minor GC触发条件：

当Eden区满时，触发Minor GC

Full GC触发条件：

（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

（2）老年代空间不足

（3）方法区空间不足

（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

（5）由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

直接内存（Direct Memory）

直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是java虚拟机规范中定义的内存区域； 但是既然是内存，肯定还是受本机总内存（包括RAM以及SWAP区或者分页文件）大小以及处理器寻址空间的限制

在JDK1.4 中新加入了NIO(New Input/Output)类，引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区（Buffer）的I/O 方式，它可以使用native 函数库直接分配堆外内存，然后通脱一个存储在Java堆中的DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作；这样能在一些场景中显著提高性能，因为避免了在Java堆和Native（本地）堆中来回复制数据

直接内存与堆内存的区别

直接内存申请空间耗费很高的性能，堆内存申请空间耗费比较低

直接内存的IO读写的性能要优于堆内存，在多次读写操作的情况相差非常明显

代码示例：（报错修改time 值）

package com.lijie;nnimport java.nio.ByteBuffer;nn/**n * 直接内存 与 堆内存的比较n */npublic class ByteBufferCompare {nn public static void main(String[] args) {n allocateCompare(); //分配比较n operateCompare(); //读写比较n }nn /**n * 直接内存 和 堆内存的 分配空间比较n */n public static void allocateCompare() {n int time = 10000000; //操作次数n long st = System.currentTimeMillis();n for (int i = 0; i < time; i++) {nn ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(2); //非直接内存分配申请n }n long et = System.currentTimeMillis();n System.out.println("在进行" + time + "次分配操作时，堆内存：分配耗时:" + (et - st) + "ms");n long st_heap = System.currentTimeMillis();n for (int i = 0; i < time; i++) {n ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(2); //直接内存分配申请n }n long et_direct = System.currentTimeMillis();n System.out.println("在进行" + time + "次分配操作时，直接内存：分配耗时:" + (et_direct - st_heap) + "ms");n }nn /**n * 直接内存 和 堆内存的 读写性能比较n */n public static void operateCompare() {n //如果报错修改这里，把数字改小一点n int time = 1000000000;n ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(2 * time);n long st = System.currentTimeMillis();n for (int i = 0; i < time; i++) {n buffer.putChar('a');n }n buffer.flip();n for (int i = 0; i < time; i++) {n buffer.getChar();n }n long et = System.currentTimeMillis();n System.out.println("在进行" + time + "次读写操作时，堆内存：读写耗时：" + (et - st) + "ms");n ByteBuffer buffer_d = ByteBuffer.allocateDirect(2 * time);n long st_direct = System.currentTimeMillis();n for (int i = 0; i < time; i++) {n buffer_d.putChar('a');n }n buffer_d.flip();n for (int i = 0; i < time; i++) {n buffer_d.getChar();n }n long et_direct = System.currentTimeMillis();n System.out.println("在进行" + time + "次读写操作时，直接内存：读写耗时:" + (et_direct - st_direct) + "ms");n }n}n

测试结果：

在进行10000000次分配操作时，堆内存：分配耗时:98msn在进行10000000次分配操作时，直接内存：分配耗时:8895msn在进行1000000000次读写操作时，堆内存：读写耗时：5666msn在进行1000000000次读写操作时，直接内存：读写耗时:884ms

JVM字节码执行引擎； 虚拟机核心的组件就是执行引擎，它负责执行虚拟机的字节码，一般户先进行编译成机器码后执行

“虚拟机”是一个相对于“物理机”的概念； 虚拟机的字节码是不能直接在物理机上运行的，需要JVM字节码执行引擎编译成机器码后才可在物理机上执行

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垃圾收集系统

程序在运行过程中，会产生大量的内存垃圾（一些没有引用指向的内存对象都属于内存垃圾，因为这些对象已经无法访问，程序用不了它们了，对程序而言它们已经死亡），为了确保程序运行时的性能，java虚拟机在程序运行的过程中不断地进行自动的垃圾回收（GC）

垃圾收集系统是Java的核心，也是不可少的，Java有一套自己进行垃圾清理的机制，开发人员无需手工清理

为什么要学习JVM

为什么要学习Jvm？学习Jvm可以干什么？

首先先想： 为什么Java可以霸占企业级开发那么多年？

因为： 内存管理

我们在java开发中何时考虑过内存管理 不像c和c++还要考虑什么时候释放资源 我们java只需要考虑业务实现就行了

那就有些人可能又会要说了，Jvm都做完了这些操作，为什么我们还要学习，学习个屁啊

假如：内存出现问题了，出现了内存溢出 ，内存泄漏问题怎么办

这就好像一个人一样，我一般情况吃什么从来不用考虑进入了身体那一个部位，可是总有一天，假如吃了不该吃的也是要进医院的

今天关于 JVM 的问题就说到这里

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技术是无止境的，你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责，不断挖掘其底层原理，才能使自己的技术升华到更高的层面

Android 架构师之路还很漫长，与君共勉

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