JVM的初步理解

Posted 2021-05-07 mlfz

一、jdk，jre，jvm

JRE:(Java Runtime Environment，Java运行环境)，也就是Java平台。所有的Java 程序都要在JRE下才能运行。普通用户只需要运行已开发好的java程序，安装JRE即可。

JDK:(Java Development Kit)是程序开发者用来来编译、调试java程序用的开发工具包。JDK的工具也是Java程序，也需要JRE才能运行。为了保持JDK的独立性和完整性，在JDK的安装过程中，JRE也是安装的一部分。所以，在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录，用于存放JRE文件。 

JVM:(Java Virtual Machine，Java虚拟机)是JRE的一部分。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。JVM有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关，实现跨平台。

 

 

二、虚拟机的构成

1、程序计数器：

　　是一个小的内存空间，用来记录当前线程执行到哪一步操作。如果线程正在执行的是一个java方法，则此内存区域记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果线程正在执行的是native方法，则计算器中的值为空。此内存区域是唯一一个在JAVA虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

 

 

 

2、虚拟机栈：

　　一般用来储存局部变量表、操作数表、动态链接等。每个线程方法在执行时都会创建一个栈帧，包含局部变量表、返回地址、操作数栈等信息。每个方法的执行与完成就对应的栈帧的入栈与出栈过程 。局部变量表占用空间的大小在编译期就确定了。这里需要注意：如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将会抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展（当前大部分的Java虚拟机都可动态扩展，只不过Java虚拟机规范中也允许固定长度的虚拟机栈），当扩展时无法申请到足够的内存时将会抛出OutOfMemoryError异常。

3、本地方法栈：

这是另一个栈，用来提供虚拟机中用到的本地服务，像线程中的start方法，JUC包里经常使用的CAS等方法都是从这来的。

4、堆：

　　  是JVM中最大的一块内存区域，该区域的目的只是用于存储对象实例及数组。该区域也是GC的最主要区域。

        根据Java虚拟机规范的规定,Java堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上是连续的即可,就像我们的磁盘空间一样.在实现时,既可以实现固定大小的,也可以是可扩展的,不过当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的(通过-Xmx和-Xms控制).如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,就会抛出OutOfMemoryError异常。

5、方法区：

　　　用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

        运行时常量池(Runtime Constant Pool)是方法区的一部分。.Class文件中除了有类的版本/字段/方法/接口等描述信息外,还有一项信息是常量池(Constant Pool Table),用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将类在加载后进入方法区的运行时常量池中存放.

 

运行时常量区的内容并不只是在编译期间产生，通过String.intern()也可以实现在运行时向常量区中添加内容。

 

        需要注意的是：从JDK8开始，方法区被元数据区替代了。具体的原因和两者的区别可以参考官网。

 

6、常量池：

存放final修饰的成员变量、直接定义的字符串（如 Sring s = "test";这种）还有6种数据类型包装类型从-128~127对应的对象（这也解释了我们new两个在这区间的包装类型对象时，为什么他们是一样的，布尔类型存放的是true和false两种，浮点类型Double和Float因为精度问题不存入其中）等