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将字节码转换为机器编码
解释执行和即时编译执行----一般是混合执行----codecache可能会满
垃圾回收 安全检查等
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jvm 一行代码是怎么运行的？
首先，java代码会被编译成字节码，字节码就是java虚拟机定义的一种编码格式，需要java虚拟机才能够解析，java虚拟机需要将字节码转换成机器码才能在cpu上执行。
我们可以用硬件实现虚拟机，这样虽然可以提高效率但是就没有了一次编译到处运行的特性了，所以一般在各个平台上用软件来实现，目前的虚拟机还提供了一套运行环境来进行垃圾回收，数组越界检查，权限校验等。
虚拟机一般将一行字节码解释成机器码然后执行，称为解释执行，也可以将一个方法内的所有字节码解释成机器码之后在执行，前者执行效率低，后者会导致启动时间慢，一般根据二八法则，将百分之20的热点代码进行即时编译。JIT编译的机器码存放在一个叫codecache的地方，这块内存属于堆外内存，如果这块内存不够了，那么JIT编译器将不再进行即时编译，可能导致程序运行变慢。
加载---双亲委派、获取字节码，类加载器决定一个类的唯一性 （类加载器+类名）
链接---验证、分配内存、解析
初始化---cinit()方法加synchronized
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jvm如何加载一个类
第一步：加载，双亲委派：启动类加载器（jre/lib），系统扩展类加载器(ext/lib)，应用类加载器(classpath)，前者为c++编写，所以系统加载器的parent为空，后面两个类加载器都是通过启动类加载器加载完成后才能使用。
加载的过程就是查找字节流，可以通过网络，也可以自己在代码生成，也可以来源一个jar包。另外，同一个类，被不同的类加载器加载，那么他们将不是同一个类，java中通过类加载器和类的名称来界定唯一，所以我们可以在一个应用程序存在多个同名的类的不同实现。
第二步：链接：（验证，准备，解析） 验证主要是校验字节码是否符合约束条件，一般在字节码注入的时候关注的比较多。准备：给静态字段分配内存，但是不会初始化，解析主要是为了将符号引用转换为实际引用，可能会触发方法中引用的类的加载。
第三步：初始化，如果赋值的静态变量是基础类型或者字符串并且是final的话，该字段将被标记为常量池字段，另外静态变量的赋值和静态代码块，将被放在一个叫cinit的方法内被执行，为了保证cinit方法只会被执行一次，这个方法会加锁，我们一般实现单例模式的时候为保证线程安全，会利用类的初始化上的锁。 初始化只有在特定条件下才会被触发，例如new 一个对象，反射被调用，静态方法被调用等
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对象头加上字段
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字段重排序
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独占缓存行 falseSharding
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计算对象占用大小
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Java对象的内存布局
java中每一个非基本类型的对象，都会有一个对象头，对象头中有(16字节，前八个字节markword)64位作为标记字段，存储对象的哈希码，gc信息，锁信息，另外64位存储class对象的引用指针，如果开启指针压缩的话，该指针只需要占用32位字节。
- 为什么是64位,工业界得出的结论最优, cpu在进行读取的时候,遵循的是按块读取,(程序运行原理:时间局部性/空间局部性),(即执行完当前指令后会很快执行下次或者挨着的空间的时间),充分发挥cpu针脚读取数据能力,提高效率
Java对象中的字段，会进行重排序，主要为了保证内存对齐，使其占用的空间正好是8的倍数，不足8的倍数会进行填充，所以想知道一个属性相对对象其始地址的偏移量需要通过unsafe里的fieldOffset方法，
内存对齐也为了避免让一个属性存放在两个缓存行中，disruptor中为了保证一个缓存行只能被一个属性占用，也会用空对象进行填充，因为如果和其他对象公用一个缓存行，其他对象的失效会将整个缓存行失效，影响性能开销，jdk8中引入contended注解来让一个属性独占一个缓存行，将注解属性移动到远离对象头的地方，处于不同缓存行，内部也是进行填充，用空间换取时间，
- 如何计算一个对象占用多少内存？
如果不精确的话就进行遍历然后加上对象头，这种情况没办法考虑重排序和填充，如果精确的话只能通过javaagent的instrument工具。
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创建一个对象的过程
1：检查类是否已经被加载；
当程序遇到new关键字的时候,首先会去运行时常量池检查该引用所指向的类是否被JVM加载,如果么有被加载,会进行类的加载过程,如果已经被加载,那么进行下一步
2：为对象分配内存空间；
需要在堆内存中为该对象分配一定空间,空间的大小在类加载完成的时候就已经确定下来啦.
其中为对象分配空间方式有两种,
a. 指针碰撞(Bump the pointer) jvm将堆区抽象为两个区域,一个已经被占用,一个是空白区域,中间通过一个指针进行标注,这时只需要将指针向空白区域移动相应大小空间,就完成了内存分配,当然这种方式需要jvm的堆内存地址连续,且堆内存带有内存压缩机制,可以在分配完成时候压缩内存,形成连续的地址空间.这种分配方式成为"指针碰撞",但明显这种方式是有问题的,当多线程时候,划分内存会出现不一致的情况.当A线程刚将指针移到新位置,B线程读取了之前的指针地址,会出现. JVM对这样的情况采用了CAS配上失败重试的方式保证更新操作的原子性.
b.**空闲列表(Free List)**第二种也是微了第一种分配方式的不足而创建.
多线程分配内存时候,虚拟机为每个线程分配了不同的空间,这样每个线程再分配内存时候,只在自己的空间中操作,从而避免了上述问题,不需要同步,但是当线程空间用完了后,需要申请空间,这时候需要进行同步锁. 这种方式成为"本地线程分配缓冲空间（TLAB）"是否启用TLAB需要通过 -XX:+/-UseTLAB参数来设定
3：为对象字段设置零值；
分配完内存后需要对对象字段进行初始化 null 0 "" 等
4：设置对象头；
jvm对创建出来的对象进行信息标记，包括是否为新生代/老年代，对象的哈希码，元数据信息等，这些标记存放在对象信息头中
5：执行构造方法。
初始化对象。
源码到汇编
0 new #2
3 dup
4 invokespecial #3 <T.>
7 astore_1
8 return
eg:
public class T(){
int m = 8;
}
T t = new T();
0 t------------------------------->开辟一个内存空间
4 对对象字段 int m=0; 根据属性类型赋默认值
7 进行关系绑定，即设置对象信息头，标记新生代、老年代、哈希码，元数据信息
初始化对象，执行构造方法 int m = 8
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对应问题 DCL（Double check Lock）单例是否需要volatile
CPU执行创建对象命令的时候，是会乱序执行的，（在这个时候，半初始化的时候）命令交换了，直接建立关联，可能就会导致新来的线程调用有问题。
因为volatile修饰的对象，不可以乱序执行，就能保证不会被拿到半初始化状态的对象
volatile 怎么保证不乱序呢， 通过内存屏障 jvm级别的屏障是一种规范不是具体实现，不是os级别、硬件级别的实现
写内存屏障（Store Memory Barrier）：处理器将存储缓存值写回主存（阻塞方式）。
读内存屏障（Load Memory Barrier）：处理器，处理失效队列（阻塞方式）。
保证两个操作之间数据的可见性。
volatile读前插读屏障，写后加写屏障，避免CPU重排导致的问题，实现多线程之间数据的可见性
对于处理器来说，内存屏障会导致cpu缓存的刷新，刷新时，会遵循缓存一致性协议。
lock**：解锁时，jvm会强制刷新cpu缓存，导致当前线程更改，对其他线程可见。
volatile**：标记volatile的字段，在写操作时，会强制刷新cpu缓存，标记volatile的字段，每次读取都是直接读内存。
final：即时编译器在final写操作后，会插入内存屏障，来禁止重排序，保证可见性
- 并发的本质 原子性、可见性、乱序执行 （乱序执行可以进行反证法）
- happen-before描述内存可见性 a happen-before b a线程的所有操作对线程b是可见的
管程：
文档：线程共享数据可见性.note 我的note有道的笔记 链接：http://note.youdao.com/noteshare?id=fe2e3867cfe1799c399da8fedf94770e
各个区域的功能不是本文重点，就不在这里详细介绍了。这里简单提几个需要特别注意的点：
1、以上是Java虚拟机规范，不同的虚拟机实现会各有不同，但是一般会遵守规范。
2、规范中定义的方法区，只是一种概念上的区域，并说明了其应该具有什么功能。但是并没有规定这个区域到底应该处于何处。所以，对于不同的虚拟机实现来说，是有一定的自由度的。
3、不同版本的方法区所处位置不同，上图中划分的是逻辑区域，并不是绝对意义上的物理区域。因为某些版本的JDK中方法区其实是在堆中实现的。
4、运行时常量池用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。但是，Java语言并不要求常量只有在编译期才能产生。比如在运行期，String.intern也会把新的常量放入池中。
5、除了以上介绍的JVM运行时内存外，还有一块内存区域可供使用，那就是直接内存。Java虚拟机规范并没有定义这块内存区域，所以他并不由JVM管理，是利用本地方法库直接在堆外申请的内存区域。
6、堆和栈的数据划分也不是绝对的，如HotSpot的JIT会针对对象分配做相应的优化。
如上，做个总结，JVM内存结构，由Java虚拟机规范定义。描述的是Java程序执行过程中，由JVM管理的不同数据区域。各个区域有其特定的功能。