Java Jvm运行机制原理

Posted 2020-11-02 arctic_fox

 

 

一：简介

在学习Java虚拟机之前，也就是Jvm之前，我想大家能够带着问题去学习，这样的话，大家学习起来也会比较有所获！

1.Java虚拟机（Jvm）是什么？ 
2.Java虚拟机是用来干什么的？ 
3.Java虚拟机它的体系结构是什么样子的？ 
4.Java虚拟机在工作做扮演什么角色？ 
5.Java虚拟机在运行时数据区？

二：Jvm基础概念

Java虚拟机(Jvm)是可运行Java代码的假想计算机

Java虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。

在了解Jvm之前，大家如果有兴趣的，也可以先去了解下Java 中的堆和栈，可以观看上一篇： 
Java 堆和栈的区别 http://blog.csdn.net/u011546655/article/details/52170470

三：Jvm

我们都知道Java源文件，通过编译器，能够生产相应的.Class文件，也就是字节码文件，而字节码文件又通过Java虚拟机中的解释器，也就是前面所有的Java虚拟机中的字节码指令集….编译成特定机器上的机器码

也就是如下：

1.Java源文件—->编译器—->字节码文件

2.字节码文件—->Jvm—->机器码

每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。这也就是Java为什么能够跨平台的原因了

当一个程序从开始运行一个程序，这时虚拟机就开始实例化了。多个程序启动就会存在多个虚拟机实例。程序退出或者关闭。则虚拟机实例消亡。多个虚拟机实例之间数据不能共享。

四：Jvm的体系结构

Jvm的体系结构入下图：

 

 

1、垃圾回收器

垃圾回收器（又称为gc）：是负责回收内存中无用的对象（好像地球人都知道），就是这些对象没有任何引用了，它就会被视为：垃圾，也就被干掉了。

2、类装载子系统

一听名字，大家就知道，肯定是用于操作我们编译好的.Class文件的系统，他作用如下：

v 定位和导入二进制class文件 

v 验证导入类的正确性 

v 为类分配初始化内存 

v 帮助解析符号引用

3、执行引擎（Execution Engine）

执行包在装载类的方法中的指令，也就是方法

4、运行区数据

如上图：虚拟机内存或者Jvm内存，冲整个计算机内存中开辟一块内存存储Jvm需要用到的对象，变量等，运行区数据有分很多小区，分别为：方法区，虚拟机栈，本地方法栈，堆，程序计数器

五：Jvm运行时数据区

 

1.程序计数器

当前线程执行字节码的信号指示器，线程是私有的，它的生命周期和线程相同分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成。

2.虚拟机栈

Java虚拟机栈描述的是Java方法（区别于native的本地方法）执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动作链接、方法出口等信息。

线程私有，生命周期和线程相同，都有各个独立的计数器，各不影响。

每个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

3.本地方法栈

和虚拟机方法栈差不多类似，但是本地方法栈是服务于虚拟机所使用到的Native方法服务

4.本地方法区：

只是执行Native 方法。

如果这个区的内存不足也是会抛出StackOverflowError 和OutOfMemoryError 异常。

六：堆

堆这块区域是Jvm中最大的，应用的对象和数据都是存在这个区域。这块区域也是线程共享的。也是 gc 主要的回收区。

其实这也就是大家听的比较多的：Java （gc）垃圾回收器

由于篇幅原因，我会在下一篇中重点讲解下：Java gc回收器 的原理分析