JVM（一）史上最佳入門指南

提到Java虛擬機（JVM），可能大部分人的第一印象是“難”，但當讓我們真正走入“JVM世界”的時候，會發現其實問題並不像我們想象中的那麼複雜。唯一真正令我們恐懼的，其實是恐懼本身。而作為整個JVM系列的首篇，本文將帶你解除剛開始學習JVM時的種種疑惑。比如：什麼是JVM？為什麼學習JVM？怎麼有效的學習JVM？帶著以上的這些問題，讓我們一起走入JVM的世界吧。

一、什麼是JVM？

JVM簡介： JVM是Java Virtual Machine的縮寫，中文翻譯為Java虛擬機，是一種用於計算設備的規範，它是一個虛構出來的計算機，是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現的。簡單來說JVM是用來解析和運行Java程序的。

Java有一個非常重要的特點“平臺的無關性”，就是使用JVM實現的。Java語言只需要生成Jvm上運行的目標代碼（字節碼），就可以在多種平臺上不加修改地運行，因為JVM本身屏蔽了與具體平臺相關的信息，使得Java能夠“一次編譯，到處運行”。

二、為什麼要學習JVM？

學習JVM無外乎以下幾個原因：

1、 程序調優

不同的程序（業務場景）需要不同的Jvm配置，比如設置不同的垃圾收集器、設置新生代和老生帶的內存配置和佔比等，不同的配置對於程序的運行有著千差萬別的影響。而Jvm默認的配置只能保證程序能夠“運行”，而想要“很好的運行”甚至是“更好的運行”，就是學習Jvm最主要的因素之一。

2、 排查程序運行問題

有些程序可能在線上使用的時候會遇到各種各樣的問題，而這些問題通常都是致命的，比如內存溢出，死鎖導致的程序運行緩慢等，而這些問題在開發和小量併發測試階段是很容易被忽略的缺陷，所以學習好了Jvm才能在關鍵的時候，臨危不亂幫你掃除系統中的“頑疾”。

3、 掌握了程序執行的根本和原理

也就是很多人說的：不但要“知其然”，還要“知其所以然”。

4、 規避寫代碼時候的一些錯誤

比如避免重載可變長參數的調用（後面文章會給出具體的案例）。

5、 應付面試

不得不說這也是很多人學習的目的之一，當然這也是積極的推動力，如果你明白“鯰魚效應”的話。

6、 掌握了其他語言的通用機制

JVM還有一個強大之處是，它不止可以運行Java程序，還可以運行Scala、Clojure、Groovy，以及時下熱門的 Kotlin，學習JVM便可以瞭解這些語言的通用機制，甚至於讓這些語言共享生態系統。

三、怎麼有效的學習JVM？

以上了解了學習JVM的種種好處，但是怎麼有效的學習JVM呢？有人可能一看到“JVM”或者“Java虛擬機”這幾個字就懵了，不知道它是啥，更別說要怎麼學了。而本小節就是要教大家怎麼有效的學JVM，把JVM做一個知識點的劃分。可以說，掌握了以下列舉的知識點，就是掌握了整個JVM。

JVM的知識點，分為如下幾個：

1、 JVM的組成

只有瞭解了JVM的組成部分，才能算的上真正的瞭解了JVM，JVM的組成5個部分：堆、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器、方法區，後面文章會分別介紹5個部分的具體用途。

2、 多種垃圾回收算法

Jvm中有很多垃圾回收算法，不同的算法優缺點也各不相同，比如：標記清除算法和複製算法、標記清楚算法會產生多種空間碎片、複製算法把內存分為兩塊，性能雖然很好但是每次只能使用一塊，又浪費了內存的空間，那有沒有相對完美的算法呢？答案肯定是有的，由於篇幅的原因，後面文章會詳細講解。

3、 多種垃圾收集器

Jvm的垃圾收集器有很多，比如最早版本的串行收集器Serial，發展歷史最悠久的收集器，它是採用複製算法的新生代收集器，它是一個單線程收集器，它在進行垃圾收集時，必須暫停其他所有的工作線程，直至Serial收集器收集結束為止（“Stop The World”）。還有CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器是一種以獲取最短回收停頓時間為目標的收集器；還有比較前沿的G1（Garbage-First）收集器等。

學習這些收集器，一方面是為自己程序配置合適的收集器，另一方面是每個收集器的設置參數都不相同，學習了這些收集器的配置之後，可以為程序設置最優的運行匹配參數。

4、 JVM分析工具

Jvm的分析工具用於排查程序運行的缺陷，找出程序的問題所在，從而保證程序的穩定運行，Jvm分析器分為：命令行工具（官方稱之為實驗性質的工具，但穩定性是不容置疑的），還有視圖分析工具，前者當然優於後者，但後者是建立在前者的基礎上的，本系列後面會詳細的把每個工具進行深入的講解。

5、 Java類加載機制

Java類加載機制，講的是Java的類在Jvm中的加載以及運行機制，對於認識Java是怎麼運行的有著非常大的幫助，這也是學習Java非常有趣的一點，你可以看到Java運行的整個過程，是完全透明化的，給人一種“掌控感”，這是Java語言天生支持的，所以會覺得Java這門語言很有趣。

6、JVM常用優化配置

學習Jvm收益最大的其實就是，使用Jvm的這些常用配置，讓你的程序運行的更高效，所以對於這方面的學習是必不可少的。

四、總結

本文帶領大家對Jvm整體的印象有了初步的認識，我們明白了Jvm的學習能帶給我們的收益，以及Jvm該如何學習，而這些問題恰好是剛開始學習Jvm時最大的障礙。萬事開頭難，好的開始是成功的一半，恭喜你學習了Java領域中一項不可或缺的技能，如果覺得本文不錯，歡迎轉發到朋友圈或分享給你的朋友。