JVM整体结构
Java虚拟机主要负责自动内存管理、类加载与执行、主要包括执行引擎、垃圾回收器、PC寄存器、方法区、堆区、直接内存、Java虚拟机栈、本地方法栈、及类加载子系统几个部分，其中方法区与Java堆区由所有线程共享、Java虚拟机栈、本地方法栈、PC寄存器线程私有，宏观的结构如下图所示：
JVM结构图
类加载子系统
从文件或网络中加载Class信息，类信息存放于方法区，类的加载包括加载->验证->准备->解析->初始化->使用->卸载几个阶段，详细流程后续文章会介绍。 
加载
从文件或网络中读取类的二进制数据、将字节流表示的静态存储结构转换为方法区运行时数据结构、并于堆中生成Java对象实例，类加载器既可以使用系统提供的加载器（默认），也可以自定义类加载器。
连接
连接分为验证、准备、解析3个阶段，验证阶段确保类加载的正确性、准备阶段为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值、解析阶段将类中的符号引用转换为直接引用
初始化
初始化阶段负责类的初始化，Java中类变量初始化的方式有2种，声明类变量时指定初始值、静态代码块指定初始化，只有类被主动使用时才会触发类的初始化，类的初始化会先初始化父类，然后再初始化子类。
使用
类访问方法区内的数据结构的接口，对象是堆区的数据
卸载
程序执行了System.exit()、程序正常执行结束、JVM进程异常终止等
运行时数据区域
程序从静态的源代码到编译成为JVM执行引擎可执行的字节码，会经历类的加载过程，并于内存空间开辟逻辑上的运行时数据区域，便于JVM管理，其中各数据区域如下，其中垃圾回收JVM会自动自行管理 
栈帧数据结构
Java中方法的执行在虚拟机栈中执行，为每个线程所私有，每次方法的调用和返回对应栈帧的压栈和出栈，其中栈帧中保存着局部变量表、方法返回地址、操作数栈及动态链接信息。 
动态链接
Java中方法执行过程中，栈帧保存方法的符号引用，通过动态链接，将解析为符号引用。 
内存管理
内存划分（逻辑上）
Java内存区域从逻辑上分为堆区和非堆区，Java8以前，非堆区又称为永久区，Java8以后统一为原数据区，堆区按照分代模型分为新生代和老年代，其中新生代分为Eden、so、s1，so和s1是大小相同的2块区域，生产环境可以根据具体的场景调整虚拟机内存分配比例参数，达到性能调优的效果。
堆区是JVM管理的最大内存区域，由所有线程共享，采用分代模型，堆区主要用于存放对象实例，堆可以是物理上不连续的空间，逻辑上连续即可，其中堆内存大小可以通过虚拟机参数-Xmx、-Xms指定，当堆无法继续扩展时，将抛出OOM异常。
运行时实例
假设存在如下的SimpleHeap测试类，则SimpleHeap在内存中的堆区、Java栈、方法区对应的映射关系如下图所示：
public class SimpleHeap {
/**
* 实例变量
*/
private int id;
/**
* 构造器
*
* @param id
*/
public SimpleHeap(int id) {
this.id = id;
}
/**
* 实例方法
*/
private void displayId() {
System.out.println("id:" + id);
}
public static void main(String[]args){
SimpleHeap heap1=new SimpleHeap(1);
SimpleHeap heap2=new SimpleHeap(2);
heap1.displayId();
heap2.displayId();
}
}
复制代码
同理，建设存在Person类，则创建对象实例后，内存中堆区、Java方法栈、方法区三者关系如下图： 
直接内存
Java NIO库允许Java程序使用直接内存，直接内存是独立于Java堆区的一块内存区域，访问内存的速度优于堆区，出于性能考虑，针对读写频繁的场景，可以直接操作直接内存，它的大小不受Xmx参数的限制，但堆区内存和直接内存总和必须小于系统内存。
PC寄存器
线程私有空间，又称之为程序计数器，任意时刻，Java线程总在执行一个方法，正在执行的方法，我们称之为："当前方法”,如果当前方法不是本地方法，则PC寄存器指向当前正在被执行的指令；若当前方法是本地方法，则PC寄存器的值是undefined。
垃圾回收系统
垃圾回收系统是Java虚拟机中的重要组成部分，其主要对方法区、堆区、直接内存空间进行回收，与C/C++不同，Java中所有对象的空间回收是隐式进行的，其中垃圾回收会根据GC算法自动完成内存管理。
