了解 JVM和JVM内存结构（JVM运行时数据区）

Posted 2021-08-17 XeonYu

JVM

官方参考文档：

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se16/html/index.html

首先，JVM就是 Java虚拟机，是一个抽象的计算机，可以通过指令集去操作不同的内存区域。

我们所编写的Java程序最终就是编译成 .class 字节码文件运行在Java虚拟机中的。

我们都知道 Java语言的一大特性就是跨平台。原因就是JVM可以在不同的操作系统中运行，而我们的程序是在JVM中运行的，所以，自然而然的我们的程序也就可以跨平台了。

大致执行过程如下：

我们可以写个简单的例子看一下：

随便写一个简单的类，如下

public class YZQ {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "yzq";
        name = "Xeon";

        System.out.println("name = " + name);
    }
}

下面我们来用命令编译一下，然后运行看看

首先简单说一下后面用到的命令：

• javac 文件名.java ： 是将java文件编译成class文件
• java 文件名（class文件） ：运行文件
• javap -c 文件名（class文件）：反汇编class文件，就是把class文件转成我们能看懂的指令

更多的命令去官方文档看：

https://docs.oracle.com/en/java/javase/16/docs/specs/man/index.html

操作步骤如下：

如图所示，我们先通过javac 文件名.java 将YZQ.java文件编译，编译结束后就多了一个class文件。
然后通过java class文件名 命令就可以运行了。

我们来看一下class文件是啥样的。

如图所示，class文件里面都是16进制的数据。这玩意我们肯定看不懂，下面我们反汇编看看是什么样的。

javap -c 文件名

可以看到，我们的程序实际上就是一步一步执行的，至于这些指令的含义是什么，看官方文档即可。

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se16/html/jvms-2.html#jvms-2.11

这里我们就不深究了，我们这里只需要知道从Java代码到JVM运行这个过程是什么样的就可以。

了解完Java代码运行的流程之后，我们来看看JVM的组成部分

如图所示，主要有以下5个组成部分

组成部分	作用
类加载器 （Class Loader）	加载字节码文件到内存（运行时数据区）中
运行时数据区 （Runtime Data Area）	是JVM核心的内存控件结构模型
执行引擎（Execution Engine）	也叫做命令解释器，将字节码文件翻译成操作系统认识的指令集去运行
本地方法接口 （Native Methord Interface）	Java语言和其他语言（一般是c或c++）相互调用的一种协议
本地方法库	Java本地方法的具体实现

而我们常说的JVM内存结构，就是指JVM的运行时区域

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JVM 内存结构

上面也说了，JVM 内存结构实际上就是JVM中的运行时数据区，是JVM程序在操作系统上运行时分配的内存区域。

运行时数据区主要分为5个部分，如下图

组成部分	作用
方法区	线程共享，主要用来存放类信息、常量、静态变量等数据
堆	线程共享，主要用来存放对象及对应的实例变量和数组等数据，占用空间较大，是GC主要管理的区域
虚拟机栈	线程私有，存放的是栈帧，每个栈帧对应一个方法
程序计数器	线程私有，用来记录当前线程执行的指令行号
本地方法栈	线程私有 存储本地方法相关的信息

需要注意的是：

方法区和堆是线程共享的
虚拟机栈和程序计数器以及本地方法栈是线程私有的

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