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== Java虚拟机的生命周期 ==
一个运行时的 Java 虚拟机负责运行一个 Java 程序。当启动一个 Java 程序时，一个虚拟机实例也就诞生了。当程序关闭退出，这个虚拟机实例也就随之消亡。如果在同一台计算机上同时运行三个 Java 程序，将得到三个 Java 虚拟机实例。每个 Java 程序都运行于它自己的 Java 虚拟机实例中。

=== 起点 ===
 Java 虚拟机实例通过调用某个初始类的 '''main() 方法'''来运行一个 Java 程序。而这个 main() 方法必须是 public static 的，返回值为 void，并且接受一个 String[] 数组作为参数。
 
 任何拥有这样一个 main() 方法的类都可以作为 Java 程序运行的起点。告诉 Java 虚拟机要运行的 Java 程序中初始类的名字，整个程序将从它的 main() 方法开始运行。

*  Java程序初始类中的main()方法，将作为该程序初始线程的起点，任何其他的线程都是由这个初始线程启动的。

=== 终点 ===
 Java虚拟机内部有两种线程：'''守护线程'''和'''非守护线程'''。
 
 守护线程通常是由虚拟机自己使用的，比如执行垃圾收集任务的线程。但是，Java程序也可以把它创建的任何线程标记为守护线程。
 而 Java 程序中的初始线程-就是开始于 main() 的那个是非守护线程。

* 只要还有任何非守护线程在运行，那么这个 Java 程序也在继续运行（虚拟机仍然存活）。
* 当程序中的所有的非守护线程都终止时，虚拟机实例自动退出。
** 假如安全管理器允许，程序本身也能够通过调用 Runtime 类或者 System 类的 exit() 方法退出。

== Java虚拟机的体系结构 ==
在《Java虚拟机规范》中，一个虚拟机实例的行为时分别按照子系统、内存区、数据类型以及指令这几个术语来描述的。这些组成部分一起展示了抽象的虚拟机的内部抽象体系结构。
:[[File:Java虚拟机运行时数据区.jpg|600px]]
* 参见：[[深入理解JVM：Java内存区域与内存溢出异常#运行时数据区域]]

 当Java虚拟机运行一个程序时，它需要内存来存储多个东西、例如，字节码、从已装载的 class 文件中得到的其他信息、对象、方法参数、返回值、局部变量以及运算的中间结果等等，Java 虚拟机把这些东西组织到几个“'''运行时数据区'''”中,以便于管理。

* 尽管这些"运行时数据区"都会以某种形式存在于每一个Java虚拟机实现中，但是规范对它们的描述却是相当抽象的。这些运行时数据区结构上的细节，大多数由具体实现的设计者决定。

=== 线程共享：“堆”、“方法区” ===
 某些“运行时数据区”是由程序中所有线程共享的，还有一些则只能由一个线程拥有。（每个 Java 虚拟机实例都有一个“方法区”以及一个“堆”，它们是由该虚拟机实例中所有线程共享的）
 
 当虚拟机装载一个 class 文件时，它会从这个 class 文件包含的二进制数据中解析类型信息。然后，它把这些类型信息放到“方法区”中。当程序运行时，虚拟机会把所有该程序在运行时创建的对象都放到“堆”中。

: [[File:JMM：线程共享的“堆”和“方法区”.png|600px]]

* Java堆（Java Heap）：唯一目的就是存放'''对象实例'''以及'''数组'''，Java世界里“几乎”所有的对象实例都在这里分配内存。
** 又称：“GC堆”，堆是垃圾收集器管理的主要区域；
* 方法区（Method Area）：用于存储已被虚拟机加载的“'''类型信息'''”、“常量”、“静态变量”、“即时编译器编译后的代码”缓存等数据。
** JDK 8 之前，HotSpot用永久代来实现方法区；JDK 8 之后，废弃了永久代，改用“元空间”（Metaspace）来代替。
** 运行时常量池（Runtime Constant Pool）：位于方法区，用于保存静态常量引用和符号引用。（class文件中的“常量池表”，在类加载后存放到方法区的“运行时常量池”中）

=== 线程私有：“程序计数器”、“虚拟机栈” ===
当每一个线程被创建时，它都将得到它自己的“程序计数器”以及一个“虚拟机栈”：
# 如果线程正在执行一个Java方法（非本地方法），那么程序计数器的值将总是指示下一条将被执行的指令，而它的虚拟机栈则总是存储：该线程中Java方法调用的状态——包括它的局部变量、被调用时传进来的参数、它的返回值、以及运算的中间结果等。
# 而本地方法调用的状态，则是以某种依赖于具体实现的方式存储在本地方法栈中，也可能是在寄存器或者其他某些与特定实现相关的内存区中。

 Java栈是由许多'''栈帧'''组成的，'''一个栈帧包含一个Java方法调用的状态'''。
 
 当线程调用一个Java方法时，虚拟机压入一个新的栈帧到该线程的Java栈中：当该方法返回时，这个栈帧被从Java栈中弹出被抛弃。   

* Java虚拟机没有寄存器，其指令集使用Java栈来存储中间数据。这样设计的原因是为了保持Java虚拟机的指令尽量紧凑，同时也便于Java虚拟机在那些只有很少通用寄存器的平台上实现。
** Java虚拟机的这种基于栈的体系结构，也有助于运行时某些虚拟机实现的'''动态编译器'''和'''即时编译器'''的代码优化。
* Java虚拟机为每一个线程创建的内存区（程序计数器、虚拟机栈），这些内存区域是私有的。任何线程都不能访问另一个线程的程序计数器或虚拟机栈。


示例：
: [[File:JMM：线程私有的“程序计数器”和“虚拟机栈”.png|600px]]
: 如图，展示了一个虚拟机实例的快照：
:* 它有三个线程正在执行：线程1和线程2都正在执行Java方法，而线程3则正在执行一个本地方法。
:* Java栈都是向下生长的,而栈顶都显示在图的底部。当前正在执行的方法的栈帧以浅色表示，对于一个正在运行Java方法的程序而言，它的程序计数器总是指向下一条将被执行的指令。

=== 关于“StackOverflowError”和“OutOfMemoryError” ===
 关于 JMM 中常见的两个异常：
 
 1、'''StackOverflowError'''：线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出该异常；【请求大于栈深】
 2、'''OutOfMemoryError'''：线程无法申请到足够的内存，会抛出该异常；【扩展超出内存】

* 程序计数器：是“唯一一个在《Java虚拟机规范》中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域”。
* Java虚拟机栈、本地方法栈：可能出现 StackOverflowError 和 OutOfMemoryError。
* Java堆、方法区：可能出现 OutOfMemoryError。
* 直接内存（并非虚拟机“运行时数据区”的一部分）：可能出现“OutOfMemoryError”。