JVM内存结构与类加载详解：new指令与垃圾回收机制

Java虚拟机（JVM）面试中常常涉及内存结构和类加载器的问题。JVM内存结构主要包括以下几个部分： 1. **虚拟机栈**： - 存储了每个线程的局部变量表、操作数栈、动态链接（指向方法入口和返回地址）以及方法出口等信息。 - 每个方法调用时会创建一个新的栈帧，方法执行完毕后栈帧出栈。 - 本地方法栈与虚拟机栈类似，但专门为本地方法服务，执行非Java字节码。 2. **方法区（元空间）**： - 也称为永久代或元空间，是堆的一部分，存储类信息和常量。 - 包括类的二进制字节码、类的静态字段、方法区的运行时常量池（存放编译后的字面量和符号引用）。 - 垃圾回收（GC）在元空间中主要用于回收不再使用的常量池和类型信息，但较为罕见。 3. **堆**： - 是虚拟机启动时创建的，是所有对象实例的主要存储区域，由垃圾收集器（GC）负责管理。 - 存储JVM加载的类信息，包括类的方法、常量、静态变量等，以及即时编译器编译后的代码。 - 类加载机制遵循双亲委派模型，即优先委托给父加载器加载，只有当父加载器无法找到时，才会由自身加载。 4. **程序计数器**： - 仅存储当前线程所执行的字节码的行号指示器，用于跟踪方法的执行流程。 5. **线程独占区**： - 描述不够明确，可能是对程序计数器和虚拟机栈的补充说明，强调它们是线程特有的。 JVM的类加载机制涉及三个主要层次的加载器： - **启动类加载器（BootstrapClassLoader）**：负责加载Java核心库和JDK内置的类。 - **扩展类加载器（ExtensionClassLoader）**：加载JDK安装目录下的扩展库。 - **应用程序类加载器（ApplicationClassLoader）**：负责用户自定义类库的加载，主要从classpath指定的路径查找。 双亲委派模型的优点包括： - **基础类统一加载**：确保基础类如`java.lang.String`等由最顶层的启动类加载器加载，提供跨环境一致性。 - **避免重复加载**：通过委派机制，防止不同类加载器加载同一类多次，保证代码安全性和性能。 理解这些概念对于深入掌握JVM内部运作至关重要，尤其是在面试时能清晰地解释这些内存区域的功能、类加载过程及其优化策略。