深入理解java虚拟机一 JAVA运行时内存区域与class文件

Posted 2020-07-21

一 JAVA运行时内存区域

JVM在加载class文件时，会将class文件定义的数据结构转为运行时内存中的数据，那么jvm是如何安排运行时的内存区域呢？

jvm将运行时内存划分为以下几个部分：

堆：所有线程共享

方法区：类信息、静态变量、常量等

　　运行时常量池：class文件的常量池(字面常量和符号引用)+运行时产生的常量

程序计数器：  当前线程执行的字节码的行号指示器

虚拟机栈：栈帧 = 本地局部变量表、操作数栈、动态链接、出口信息

本地方法栈：native方法

直接内存：不属于jvm管理，但是在nio中，会使用native方法申请堆外内存，并在java堆中保存其引用。

其中，堆和方法区是所有的线程所共享的，而虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器是各线程所独享的。

二 class文件

class文件是怎样定义的呢？它与java运行时内存是什么关系呢？

class文件格式：

u4 魔数

u2 class文件版本号

u2 class文件版本号

u2 constant_pool_count    表示常量池容量大小，从1开始计数；

　　　常量池中主要存放两大类：字面常量和符号引用

　　　　　符号引用又包含三类：类、接口的全限定名，字段名称和描述，方法名称和描述

　　　　注意这里会定义字段常量与方法常量。与后面的字段表/方法表略有不同，但是会复用相同的简单名称和描述符。

cp_info constant_pool

　　　共定义了11种常量项 

u2 access_flag

　　是否是类/接口，是否是抽象类，是否是private等，是否是final等

u2 this_class

u2 super_class

u2 interface_count

u2 interfaces

都是指 常量池中的全限定名称，先指向类/接口索引，再找到utf-8的索引

u2 fields_count

field_info fields

字段表中会包含 字段access属性、字段名称索引、描述符索引以及attribute；

描述符：数组 [, V void, L 引用类型, 描述方法时，先用小括号描述参数列表，后面再跟上返回值描述。

字段表中不会列出父类和超类中继承而来的字段名

u2 methods_count

method_info methods

方法表：access属性，名称索引、描述索引以及attribute

如果方法没有被override，则不会出现父类继承而来的方法名

u2 attributes_count

attribute_info attributes

属性表中最重要的要数方法表的Code属性，其中包含了方法的具体信息，具体如下：

u2 attribute_name_index

u4 attribute_length

u2 max_stack 操作数栈的最大深度

u2 max_locals

u4 code_length

u1 code * code_length

....异常表等