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定义：Java Virtual Machine，JAVA程序的运行环境（JAVA二进制字节码的运行环境，将class文件通过类加载器加载到jvm中）。
好处：
1.面试。提升面试竞争力。
2.帮助理解底层的实现原理。
3.中高级程序员的必备技能。比如遇到内存溢出，响应时间缓慢，很多时候这种问题与jvm相关。
jvm是一套规范，很多公司遵循这套规范开发了自己的jvm。使用的时候，需要注意，有使用许可的，比如hotspot，需要商业许可。可以用openjdk替换掉。阿里也有自己的jdk。下文中的内容都是针对hotspot的实现来讲的。
jvm分成3部分：类加载器、java内存结构、执行引擎三部分。
一个类从java源代码编译为class文件（二进制字节码）以后，必须经过类加载才能被加载到jvm里。类都是放在方法区，类将来创建的实例是放在堆的部分，堆里面这些对象，在调用方法时，又会用到虚拟机栈、程序计数器、本地方法栈。方法执行时，是由每行代码中的解释器逐行进行执行，热点代码（频繁调用的代码）会由JIT进行一个优化后的执行。GC会对堆中一些不再被引用的对象进行垃圾回收。对于一些java代码不方便实现，必须调用底层操作系统的功能，就需要借用本地方法接口来调用操作系统提供一些功能方法。
案例引入：二进制字节码 vs java源代码
作用：用于保存JVM中下一条所要执行的指令的地址。
从物理上，实现程序计数器，是通过寄存器来实现的。上图中的jvm指令前面的数字（0,3，4…），就是指令的地址。寄存器是cpu读取最快的单元。
栈的数据结构的特点：先进后出。
虚拟机栈就是线程运行时需要的内存空间。每个线程都有自己的内存空间。
栈中的执行单元叫做栈帧。
简单理解，一个栈帧就是一次方法的调用。栈帧是每个方法运行时需要的内存。
栈帧中有什么：参数，局部变量，返回地址。
代码举例：
使用idea的debug运行。在debug界面，可以看到栈帧的情况，以及栈帧中的参数、局部变量的情况。
在栈顶部的那个栈帧叫做活动栈帧，一般是正在执行的那个方法所用的内存空间。
1.垃圾回收不需要涉及栈内存。因为栈帧内存在方法执行完毕之后会自动的弹出栈被回收掉。所以根本不需要垃圾回收来管理栈内存。垃圾回收只是回收堆内存中的无用对象。
2.通过Xss可以设置栈的大小，如下图。栈内存越大，反而会让你的线程数变少。因为物理内存的大小是一定的，单位内存越大，能分配的单位的数量越少。栈的空间大了，能支持更深的方法调用，而不会增加整体的执行效率。
总结：一般采取系统默认的栈的大小就可以了。
是否线程安全只需要考虑，这个变量是多个线程共享的还是一个线程私有的。这里的问题3答案是不会。因为一个线程对应一个栈帧，一个栈帧中有自己的局部变量，是线程私有的，不是共享的，因为局部变量的位置在栈中，而栈又是线程私有，所以间接的局部变量也是线程私有的，是线程安全的。
如果改成static的全局变量，就不是线程安全了！
m1：线程安全，因为完全是局部变量完成了操作，不与外界有任何的交集，绝对的线程安全。
m2：线程不安全，因为方法执行的时候，因为传参是一个对象，会有别的线程访问到它。参数不是线程私有的一个对象，所以线程不安全。如下图的调用方式，m2的参数在主线程被使用了。
m3：也不是线程安全的，因为对象被返回了，其他方法也可以拿到引用去修改。实际上是逃离了方法的作用范围，就管不住了，逃逸分析。
Java.lang.stackOverflowError 栈内存溢出产生的原因？
1.栈的大小固定，栈帧的数量过多，超出了栈的内存，导致栈内存溢出。一般递归的时候操作不当会触发栈内存溢出。
2.栈帧过大，也会导致栈内存溢出。
案例1：栈帧过多导致内存溢出
代码没有设置递归终止条件。通过设置jvm参数来更快的触发栈内存溢出的异常。
stackoverflow 异常不只是你的代码会产生，很多第三方的库也会引起这个异常。
案例分析：员工与部门对象，分别持有对方的引用。
运行结果如下：
原因是因为在转化为对象影射的时候，产生无穷的递归调用。
解决方案：加注解，双向关联改成单向。
java进程占用cpu高，是一个很危险的信号，如下图所示：
如何分析呢？
top命令只能定位到哪个进程占用的cpu多，并不能定位到线程。使用ps命令，全部命令如下:
ps H -eo pid, tid）, %cpu
参数解释：
H ：打印进程的线程数
pid：进程id
tid：线程id
%cpu：cpu占用
会打印：
这时候打印的会比较多，可以使用grep 命令限制输出的进程。
ps H -eo pid, tid）, %cpu | grep 进程号
结果如下，内容被减少了，留下了java进程的线程占用cpu的情况：
使用这个命令之后，再使用jstack打印一下java进程的每个线程的信息。
threadN这种进程是用户线程，系统线程都有规范的名字。刚才用ps命令已经找到了出问题的线程是哪个了。
但是在java中线程编号使用的是16进制，需要换算一下。换算出之后，对比一下nid，就可以定位到出问题的代码了。
看一下问题代码，如下，是因为空循环导致cpu占用高。
迟迟得不到结果，有一种可能是死锁了，先排除这个还是用jstack排查。先找到java进程，然后jstack 进程号。
很简单的死锁，jstack会发现。并且在最后给你输出出来。
看一下代码实现：
拿着竞争资源，然后等待对方的竞争资源，形成了死锁。
本地方法栈，类似于虚拟机栈，是虚拟机在调用本地方法的时候提供的内存空间。
举个例子，什么是本地方法，比如object类中的clone方法。
栈是线程私有的，堆是线程共享的。
堆，是有垃圾回收机制的，但是当对象一直有引用就无法被回收，当对象越来越多，空间不够，也就发生内存溢出了。报错信息如下：OOM异常。
tips：使用Xmx来限制最大堆空间
技巧：排查内存泄漏问题，可以把堆内存设置的小一点，容易早点暴露问题。
jps是可以帮你把java进程过滤出来。
jmap的限制在于只能看到某一时刻的堆内存占用情况，不能时序显示变化。
演示堆内存占用的代码：程序运行过程中增加堆中的对象占用情况，先增加后释放。
调试过程：
1.首先使用jps确认java进程号
2.使用jmap -heap 进程号命令 检测堆内存占用情况。
3.分别在三个时间点，抓取内存快照信息。分别是程序刚启动，申请完了内存，释放了内存三个节点。
第一个时间点：Eden区使用了6m，还没有申请10m的空间。
第二个时间点，申请了10m的空间。内存占用到了16m，就是新创建的数组占用的内存。
第三个节点，释放了byte数组。空间明显缩水了。
还是把刚才的程序跑起来，使用不安全的链接，监控刚才的java进程。
能明显的看到堆内存的变化情况。
jstack的检测死锁的功能，jconsole也是带的。
这种情况，怎么分析呢？使用jvirsualvm。先用他连接上java进程。
使用堆dump功能，可以抓取堆的快照，可以对堆中的详细内容进行分析。
可以查看有哪些对象占用的空间比较大，有哪些对象。使用右侧的检查功能，可以查找出大对象。
可以点击进去查看对象的细节内容。
基本也能定位出问题了。结合业务分析一下，就能降下去了。
再回看一下源代码：
基于jdk1.8，官方给的定义。java方法区是所有的java虚拟机线程共享的区域。它存储了跟类的结构相关的一些信息，比如运行时常量池、成员变量，方法数据，成员方法，构造器方法，包括特殊方法。方法区在虚拟机启动时被创建，逻辑上方法区是堆的组成部分，但是jvm厂商在实现的时候不一定遵守，这个规范并不强制方法区的位置。方法区是规范，1.8之前的永久代（堆上），1.8之后的元空间（基于直接内存）都是具体实现。方法区也会出现内存不足的情况。
jdk 1.8的常量池 就不放在方法区了，而是放在堆里面。
案例代码：
不加jvm参数，在jdk1.8中往内存里放，是看不出来效果的，因为直接内存一般都够。需要加虚拟机参数，设置元空间的大小。
加入限制之后，报错如下：
演示jdk1.8以前的方法区溢出，不同的点在于方法区的实现变成了永久代。
报错如下：
实际场景中，我们动态产生class并加载这些类的场景是非常多的！
各种框架中都用到了字节码技术，比如cglib。
在代理技术中广泛的使用了字节码的生成技术。比如cglib打开之后的，截图如下：
框架会有很多动态加载的过程。
一个最简单的hello world。二进制字节码包括了三部分：类基本信息，常量池，类方法定义。
可以将上述代码的class利用javap -v class文件 进行反编译。验证是否三部分。
首先是，类的基本信息。
然后是常量池：里面都是一些地址+一些符号。
再往下，就是方法定义了。里面有虚拟机的指令了。能看到默认的空构造。
后面的#2，#3，可以去常量池中查找具体指什么。
常量池中，也有互相跳的，就能找到具体执行了什么。
常量池的作用，简单理解为就是给虚拟机指令提供常量符号。
