JVM体系总体分为四大块：
- 类的加载机制
- JVM内存结构
- GC算法 垃圾回收
- GC分析 命令调优
类的加载机制
主要关注要点：
- 什么是类的加载
- 类的生命周期
- 类加载器
- 双亲委派模型
什么是类的加载
类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读取到内存中，将其放在运行时的数据区的方法区内，然后在堆区内创建一个java.lang.Class对象，用来封装类在方法区内的数据结构。类的加载的最终产品
是位于堆区内的Class对象，Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并向Java程序员提供了访问方法区内数据结构的接口。
类的生命周期
类的生命周期包括这几个部分：
- 加载
- 连接
- 初始化
- 使用
- 卸载
其中前三部分是类的加载的过程，如下图:
- 加载，查找并加载类的二进制数据，在堆区内创建一个java.lang.Class类的对象
- 连接，连接又包含三部分内容：验证、准备、初始化。1）验证：文件格式、元数据、字节码、符号引用验证；2）准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；3）解析：把类中的符号引用转换为直接引用
- 初始化，为类的静态变量赋予正确的初始值
- 使用，new出对象程序中使用
- 卸载，执行垃圾回收
类的加载器
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启动类加载器：Bootstrap ClassLoader，负责加载存放在JDKjrelib(JDK代表JDK的安装目录，下同)下，或被-Xbootclasspath参数指定的路径中的，并且能被虚拟机识别的类库
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扩展类加载器：Extension ClassLoader，该加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载DKjrelibext目录中，或者由java.ext.dirs系统变量指定的路径中的所有类库（如javax.*开头的类），开发者可以直接使用扩展类加载器。
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应用程序类加载器：Application ClassLoader，该类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader来实现，它负责加载用户类路径（ClassPath）所指定的类，开发者可以直接使用该类加载器
类加载机制
- 全盘负责，当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显示使用另外一个类加载器来载入
- 父类委托，先让父类加载器试图加载该类，只有在父类加载器无法加载该类时，才尝试从自己的路径中加载该类
- 缓存机制，缓存机制将会保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序中需要使用某个Class时候，类加载器先在缓存区中去寻找该Class，只有缓存区不存在，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换为Class对象，存入缓存区。这就是为什么修改了Class后，必须重启JVM，程序的修改才会生效
JVM内存结构
主要关注点：
- JVM内存结构都是什么
- 对象分配原则
JVM内存结构
方法区和堆是所有线程共享的内存区域；而java栈、本地方法栈和程序计数器是运行时线程私有的内存区域。
- Java堆（Heap），是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建，此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存
- 方法区（Method Area），方法区与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类的信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
- 程序计数器（Program Counter Register），程序计数器是一块较小的内存空间，它的作用可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器
- JVM栈（JVM Stacks），与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，它的生命周期与线程相同。虚拟机描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法执行的时候都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机中从入栈到出栈的过程
- 本地方法栈（Native Method Stacks），本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只不过是虚拟机栈为为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务
对象分配规则
对象优先分配在 Eden 区，如果Eden区没有足够的空间时，虚拟机执行一次Minor GC（新生代GC）
大对象直接进入老年代（大对象是指需要大量连续内存空间的对象）。这样做的目的是避免在Eden区和两个Survivor区之间发生大量的内存拷贝（新生代采用复制算法复制内存）
长期存活的对象进入老年代，虚拟机为每一个对象定义了一个年龄计数器，如果对象经历过了一次Minor GC，那么对象会进入Survivor区，之后每经过一次Minor GC，那么对象的年龄计数器就会+1，直到达到阈值对象进入老年区
动态判断对象的年龄，如果Survivor区中相同年龄的所有对象大小的总和大于Survivor空间大小的一半，年龄大于或者等于该年龄的对象可以直接进入老年代
空间分配担保。每次进入Minor GC时，JVM会计算Survivor区移至老年区的对象的平均大小，如果这个值大于老年区的剩余值大小则进行一次Full GC，如果小于检查 HandlePromotionFailure（Java6预设启用，关闭新生代收集担保）设置，如果true则只进行Minor GC，如果False，则进行Full GC
GC算法 垃圾回收
主要关注点：
- 对象存活判断
- GC算法
- 垃圾回收器
对象存活判断
判断对象存活一般有两种方式：
- 引用计数：每个对象有一个引用计数属性，新增一个引用时计数加1，引用释放时候计数减1，引用为0的时候可以回收。此方法简单，无法解决对象相互循环引用的问题
- 可达性分析算法（Reachability Analysis），从GC Roots开始向下搜索，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的时候，则证明此对象不可用，不可达对象
GC算法
- GC最基本的算法有三种，标记-清除算法，复制算法，标记-压缩算法，我们常用的垃圾回收器一般都采用分代收集算法、
- 标记-清除算法，分为标记和清除两个阶段，首先标记出所有需要回收的对象，在标记完成后统一回收掉所有被标记的对象
- 复制算法，复制（收集）的算法，它将可用内存按照容量划分为大小相同的两块，每次只使用其中的一块。当这一块的内存用完了，就将活着的对象分配到另一块内存上去，然后再把已使用过的内存空间一次性清理掉
- 标记-压缩算法，标记过程仍然与标记-清除算法一样，都后续过程不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有可存活对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存
- 分代-收集算法，把Java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点，采取最恰当的收集算法
垃圾回收器
- Serial收集器，串行收集器是最古老，最稳定以及效率高的收集器，可能会产生较长的停顿，只使用一个线程去回收
- ParNew收集器，ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本、
- Parallel收集器，Parallel Scavenge收集器类似ParNew收集器，Parallel收集器更关注系统的吞吐量
- Parallel Old收集器，Parallel Old收集器是Parallel收集器的老年代版本，采用 多线程 和 标记-整理算法
- CMS收集器（Concurrent Mark Sweep），是一种以获取最短停顿时间为目标的收集器。（什么是最优吞吐量和最短停顿时间？）
- G1收集器，G1 (Garbage-First)是一款面向服务器的垃圾收集器，主要针对配备多颗处理器以及大容量内存的机器，以及高概率满足GC停顿时间要求的同时，还具备高吞吐量性能特征
GC分析 命令调优
主要关注点：
- GC日志分析
- 调优命令
- 调优分析
GC日志分析
摘录GC日志一部分
Young GC回收日志：
2016 - 07 - 05T10 : 43 : 18.093 + 0800 : 25.395 : [ GC [ PSYoungGen : 274931K -> 10738K ( 274944K )] 371093K -> 147186K ( 450048K ), 0.0668480 secs ] [ Times : user = 0.17 sys = 0.08 , real = 0.07 secs ]
Full GC回收日志:
2016 - 07 - 05T10 : 43 : 18.160 + 0800 : 25.462 : [ Full GC [ PSYoungGen : 10738K -> 0K ( 274944K )] [ ParOldGen : 136447K -> 140379K ( 302592K )] 147186K -> 140379K ( 577536K ) [ PSPermGen : 85411K -> 85376K ( 171008K )], 0.6763541 secs ] [ Times : user = 1.75 sys = 0.02 , real = 0.68 secs ]
通过上面日志分析得出，PSYoungGen、ParOldGen、PSPermGen属于Parallel收集器。其中PSYoungGen表示gc回收前后年轻代的内
通过上面日志分析得出，PSYoungGen、ParOldGen、PSPermGen属于Parallel收集器。其中PSYoungGen表示gc回收前后年轻代的内存变化；ParOldGen表示gc回收前后老年代的内存变化；PSPermGen表示gc回收前后永久区的内存变化。young gc 主要是针对年轻代进行内存回收比较频繁，耗时短；full gc 会对整个堆内存进行回城，耗时长，因此一般尽量减少full gc的次数
Young GC日志:
Full GC日志:
调优命令
Sun JDK监控和故障处理命令有jps jstat jmap jhat jstack jinfo
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jps，JVM Process Status Tool,显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程。
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jstat，JVM statistics Monitoring是用于监视虚拟机运行时状态信息的命令，它可以显示出虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。
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jmap，JVM Memory Map命令用于生成heap dump文件
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jhat，JVM Heap Analysis Tool命令是与jmap搭配使用，用来分析jmap生成的dump，jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump的分析结果后，可以在浏览器中查看
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jstack，用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。
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jinfo，JVM Configuration info 这个命令作用是实时查看和调整虚拟机运行参数。
详细的命令使用参考这里：jvm系列(四):jvm调优-命令篇
调优工具
常用调优工具分为两类,jdk自带监控工具：jconsole和jvisualvm，第三方有：MAT(Memory Analyzer Tool)、GChisto。
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jconsole，Java Monitoring and Management Console是从java5开始，在JDK中自带的java监控和管理控制台，用于对JVM中内存，线程和类等的监控
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jvisualvm，jdk自带全能工具，可以分析内存快照、线程快照；监控内存变化、GC变化等。
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MAT，Memory Analyzer Tool，一个基于Eclipse的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的Java heap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗
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GChisto，一款专业分析gc日志的工具