1. JVM組成

1.1 JVM由哪些部分組成？運行流程？

難易程度：☆☆☆        出現頻率：☆☆☆☆

• Java Virtual Machine：Java 虛擬機，Java程序的運行環境（java二進制字節碼的運行環境）
• 好處：一次編寫，到處運行；自動內存管理，垃圾回收機制

• 程序運行之前，需要先通過編譯器將 Java 源代碼文件編譯成 Java 字節碼文件；

• 程序運行時，JVM 會對字節碼文件進行逐行解釋，翻譯成機器碼指令，并交給對應的操作系統去執行。

• 好處：一次編寫，到處運行；自動內存管理，垃圾回收機制

• JVM  <---> 操作系統（windows、linux）<---> 計算機硬件（cpu、內存條）
  java跨平臺是因JVM屏蔽了操作系統的差異，真正運行代碼的不是操作系統

JVM 主要由四個部分組成： 運行流程：
Java 編譯器（javac）將 Java 代碼轉換為字節碼（.class 文件）

1. 類加載器（ClassLoader）

• 負責加載 .class 文件，將 Java 字節碼加載到內存中，并交給 JVM 執行

2. 運行時數據區（Runtime Data Area）

• 管理JVM使用的內存。主要包括：

• 方法區（Method Area）：存儲類的元數據、常量、靜態變量等。

• 堆（Heap）：存儲所有對象和數組，垃圾回收器主要回收堆中的對象。

• 棧（Stack）：每個線程都有一個棧，用于存儲局部變量、方法調用等信息。

• 程序計數器（PC Register）：每個線程有一個程序計數器，指示當前線程正在執行的字節碼指令地址。

• 本地方法棧（Native Method Stack）：支持本地方法的調用（通過 JNI）。
  其中方法區和堆是線程共享的，虛擬機棧、本地方法棧和程序計數器是線程私有的。

3. 執行引擎（Execution Engine）

• 負責執行字節碼，包含：

• 解釋器：逐條解釋執行字節碼。

• JIT 編譯器：將熱點代碼編譯為機器碼，提高執行效率。

• 垃圾回收器：回收堆中的不再使用的對象，釋放內存。

4. 本地庫接口（Native Method Library）

• 允許 Java 程序通過 java本地接口JNI（Java Native Interface）調用本地方法（如 C/C++ 編寫的代碼），與底層系統或硬件交互。

1.2 什么是程序計數器？

難易程度：☆☆☆        出現頻率：☆☆☆☆

• 程序計數器：線程私有的，每個線程一份，內部保存字節碼的行號。用于記錄正在執行的字節碼指令的地址。
• 每個線程都有自己的程序計數器，確保線程切換時能夠繼續執行未完成的任務。

1.3 你能給我詳細的介紹Java堆嗎?

難易程度：☆☆☆        出現頻率：☆☆☆☆

• Java堆是 JVM 中用于存儲所有對象和數組的內存區域。線程共享的區域。當堆中沒有內存空間可分配給實例，也無法再擴展時，則拋出OutOfMemoryError異常。

它被分為：

• 年輕代（存儲新創建的對象），被劃分為三部分：
  Eden區：大多數新對象的分配區域；
  S0 和 S1（兩個大小嚴格相同的Survivor區）：Eden 空間經過 GC 后存活下來的對象會被移到其中一個 Survivor 區域；
• 老年代：在經過幾次垃圾收集后，任然存活于Survivor的對象將被移動到老年代區間。
• 永久代：JDK 7 及之前，JVM 的方法區（也稱永久代），保存的類信息、靜態變量、常量、編譯后的代碼；
  元空間：JDK 8 及之后，永久代被 Metaspace（元空間）取代，移除了永久代，把數據存儲到了本地內存的元空間中，且其大小不再受 JVM 堆的限制，防止內存溢出。

1.4 什么是虛擬機棧

難易程度：☆☆☆        出現頻率：☆☆☆☆

Java Virtual machine Stacks (java 虛擬機棧)

• 每個線程在 JVM 中私有的一塊內存區域，稱為虛擬機棧，先進后出，用于存儲方法的局部變量和方法調用信息；

• 每個棧由多個棧幀（frame）組成，當線程執行方法時，為該方法分配一個棧幀（Stack Frame）；

• 每個線程只能有一個活動棧幀，對應著當前正在執行的那個方法；

垃圾回收是否涉及棧內存？

• 垃圾回收主要指就是堆內存，
• 棧內存中不會有垃圾回收的概念，因為棧內存是由 JVM 自動管理的，方法執行完成時，棧幀彈棧，內存就會釋放；

棧內存分配越大越好嗎？