JVM基础认知篇(上)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了JVM基础认知篇(上)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1.前言:为什么学习JVM?

我们知道在Java中,垃圾回收机制为我们打理了很多繁琐的工作,相对于C、C++语言来说不用我们去管理内存之间的分配问题、回收问题,这大大提高了我们的开发效率。但是垃圾回收机制不是万能的,有时我们仍然需要对它进行一定的调制才能够解决我们在开发中的一些问题。那么懂得JVM内部结构、工作机制、运行原理、调优技巧等等知识,才是设计高扩展性应用和诊断运行时问题的基础,这同样也是一个Java工程师进阶的必备能力。

那么从今天开始就让我们进入JVM的知识海洋吧!

首先在这里给大家推荐几本关于JVM的一些书籍,大家可以参考学习

2.什么是JVM?

JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。引自百度百科

3.JVM的特点

  • 跨语言的平台
  1. 随着JDK的正式发布,Java虚拟机的设计者们通过JSR-292规范基本实现在Java虚拟机平台上运行非Java语言编写的程序。
  2. Java虚拟机根本不关心运行在其内部的程序到底是使用何种编程语言编写的,它只关心字节码文件。也就是说Java虚拟机拥有语言无关性,并不会单纯地与Java语言“终身绑定”,只要其他编程语言的编译结果满足并包含Java虚拟机的内部指令集、符号表以及其他的辅助信息,它就是一个有效的字节码文件,就能够被虚拟机所识别并装载运行。
  • 一次编译到处运行

  • 自动内存管理

  • 自动垃圾回收功能

4.JVM的作用

Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境,负责装载字节码到其内部,解释或编译为对应平台上的机器指令执行。每一条Java指令,Java虚拟机规范中都有详细定义,比如怎么取操作数、怎么处理操作数、处理结果放在哪里等。

5.JVM的相关概念

  • 什么是虚拟机
    • 所谓虚拟机(virtual Machine),就是一台虚拟的计算机。它是一款软件,用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上,虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。
    • 大名鼎鼎的 Visual Box,、VMware就属于系统虚拟机,它们完全是对物理计算机的仿真,提供了一个可运行完整操作系统的软件平台。
    • 程序虚拟机的典型代表就是Java虚拟机,它专门为执行单个计算机程序而设计,在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。
    • 无论是系统虚拟机还是程序虚拟机,在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源中。
  • 什么是JVM虚拟机
    • Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机,它拥有独立的运行机制,其运行的Java字节码也未必由Java语言编译而成。
    • JVM平台的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回器以及可靠的即时编译器。
    • Java技术的核心就是Java虚拟机,因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。
  • 什么是字节码
    • 我们平时说的Java字节码,指的是用Java语言编译成的字节码。准确的说任何能在JVM平台上执行的字节码格式都是一样的。所以应该统称为:jvm字节码
    • 不同的编译器,可以编译出相同的字节码文件,字节码文件也可以在不同的JVM上运行。
    • Java虚拟机与Java语言并没有必然的联系,它只与特定的二进制文件格式 Class 文件格式所关联,Class文件中包含了Java虚拟机指令集(或者称为字节码、 Bytecodes)和符号表,还有一些其他辅助信息。

6.JVM的所在位置

JVM是运行在操作系统之上,它与计算机硬件没有直接交互。

7.JVM的大致结构

  1. 由前端编译器( javac )将源文件编译为字节码文件
  2. 字节码文件通过类装载器子系统的加载、链接、初始化形成类对象,存放在运行时数据区
  3. 由后端编译器解释运行( 就是将高级语言转为机器指令的过程 )

以上是关于JVM基础认知篇(上)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

JVM运行时数据区篇(基础认知)

JVM性能调优与实战基础理论篇-上

Linux 初探 (基础认知篇)

JVM基础快速入门篇

JVM常用调优参数 ——JVM篇

Python基础篇:认知正则表达式