jvm整体结构

Posted 2021-02-28 aaron-cell

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JVM架构模型

一、Jvm简图

 这张图是针对当前最流行的HotSpot VM虚拟机来说。

其中名称以及作用：

1.classFiles：字节码文件。

2.类装载器子系统（加载器）：将class文件加载为一个类。

3.其中方法区和堆是线程共有的，而java栈、本地方法栈、程序计数器是线程独有的。

4.程序计数器：程序计数器是一块较小的内存空间，可以把它当做当前线程所执行的字节码的行号指示器。程序的分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖程序计数器完成。

5.Java栈（Java虚拟机栈）：Java栈描述的是Java方法执行的线程内存模型：每个方法执行的时候，Java虚拟机都会同步创建一个栈帧（栈帧是方法运行使其很重要的基础数据结构）用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口　　等信息。每一个方法被调用直到执行完毕的过程，对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

6.本地方法栈：本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，其区别只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则是为虚拟机使用到的本地（Native）方法服务。

7.堆（Java堆）：Java堆是虚拟机所管理的内存中最大的一块内存空间。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例。Java堆是垃圾收集器管理的内存区域，因此也被称为“GC堆”。

　　如果从内存分配的角度来看，所有线程共享的Java堆中可以划分多个线程私有的分配缓冲区，可以提升对象分配时的效率，将Java堆细分的目的是为了更好的回收内存，或者更快的分配内存。

8.方法区：与Java堆一样，是多个线程共享的内存区域，用于存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态常量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。在jdk6的时候Hotspot开发团队就有了放弃永久代，逐步改用本地内存来实现方法区，　　到了jdk8完全废弃了永久代的概念，改用在本地内存中实现元空间来代替。

9.运行时常量池：是方法区的一部分，用于存放编译时期生成的各种字面量与符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。

10.执行引擎：将字节码编译成机器码（即汇编语言）交由操作系统完成。

二、指令架构

java编译器输入指令流是基于栈的指令集架构，另外一种指令架构基于寄存器指令集架构

两种指令集架构特点：

基于栈的指令集架构：

　　1.设计和实现更简单，适用于资源受限的系统；（栈的资源有限）

　　2.避开了寄存器的分配难题：使用的是零地址指令分配方式（零地址指令：只有操作数，没有地址指向操作数）

　　3.指令流中大部分指令是零地址指令，执行过程依赖于栈操作。

　　　　优点：指令集合小，编译器容易实现

　　　　缺点：完成一项操作需要更多的指令完成（栈的原因导致），效率低

　　4.不需要硬件的支持，可移植性好，利于跨平台（没有和硬件挂钩）

基于寄存器指令集架构特点：

　　1.典型应用：传统pc以及android的Davlik虚拟机

　　2.指令集架构依赖于硬件，可移植性差

　　3.性能优秀，执行效率高（因为花费更少的指令去执行一个操作）

　　4.大部分情况下，寄存器指令集往往都是一地址指令、二地址指令和三地址指令为主（指令集合大）