Java 虚拟机原理JDK 体系结构 | Java 源码运行原理 | Java 虚拟机内存

Posted 2021-09-18 韩曙亮

文章目录

• 一、JDK 体系结构
• 二、Java 源码运行原理
• 三、Java 虚拟机内存结构

一、JDK 体系结构

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JDK 体系结构 : 下图所有的内容都是 JDK 体系中的组成元素 ;

Java Language : 最上层是 Java 语言 ;

Tools & Tool APIs : 指令工具集 , 手动编译 Java 源码时会用到 , 如 java 执行字节码程序 , javac 编译字节码程序 , javadoc 生成 Java 文档 ;

JRE : 橙色部分以下的都是 JRE 运行环境 ;

Java Virtual Machine : Java 运行最重要的基础是 Java 虚拟机 , 也就是下图最底层的 " Java Virtual Machine " , 这是 Java 代码一次编译 , 到处运行的基础 , Java 程序实际上是运行在虚拟机上的 ;

二、Java 源码运行原理

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Java 源码运行原理 :

编写一个 HelloWorld.java ,

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

使用 Javac 命令编译上述源码 ,

javac HelloWorld.java

得到 HelloWorld.class 字节码文件 ,

使用 java 命令执行上述字节码文件 , 将字节码文件装载到 Java 虚拟机 中 ,

java HelloWorld

Java 虚拟机是使用 软件 模拟 完整硬件系统功能 , 这是一个完全隔离环境的完整的计算机系统 ,

• 如果当前系统是 WIndows 操作系统 , Java 虚拟机会将字节码文件转为 Windows 机器码 , 在 Windows 系统中运行 ;
• 如果当前系统是 Linux 操作系统 , Java 虚拟机会将字节码文件转为 Linux 机器码 , 在 Linux 系统中运行 ;

在不同的操作系统中 , Java 虚拟机的底层实现是不同的 ;

三、Java 虚拟机内存结构

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使用 java 命令 , 将 HelloWorld.class 字节码装载到 Java 虚拟机之后 ,

java HelloWorld.class

先通过 " 类装载子系统 " 加载字节码文件 , 使用类加载器将 class 文件装载到 Java 虚拟机 内存中 ;

Java 虚拟机内存 模型 就是 运行时数据区 , 这部分内存可划分为以下 $5$ 个区域 :

• 堆区 : 对象创建好之后都放在堆内存中 ;

• 方法区 ( 元空间 ) ;

• 栈 ( 线程栈 | 线程私有 ) : 存放线程运行的局部变量数据 , 是线程私有的控件

• 本地方法栈 ( 线程私有 ) : 本地方法栈 存放的是 Jni 调用中 , C/C++ 的方法栈 ;

• 程序计数器 ( 线程私有 ) ;

堆区 和 方法区 ( 元空间 ) 是所有线程 共享的区域 ;

栈 ( 线程栈 ) , 本地方法栈 , 程序计数器 是 线程私有的区域 ;