java内存分析

Posted 2021-12-23 tubewang

1、JVM的概述

• 在一台计算机上由软件或硬件模拟的计算机。Java虚拟机(JVM)读取并处理经编译过的平台无关的字节码class文件。
• Java编译器针对Java虚拟机产生class文件，因此是独立于平台的。
• Java解释器负责将Java虚拟机的代码在特定的平台上运行。

2、JVM 的平台相关性

• Java 源代码和字节码是与机器无关的；
• JVM 是与机器相关的 ；
• 装有不同操作系统的机器上，需要有专门为该操作系统开发的 JVM

 注意：jvm的上层是跨平台的，而jvm是不跨平台的。

3、 Java语言程序解释执行环境

      

 操作系统就是封装了硬件的“虚拟机”——第一次封装

    JVM虚拟机——第二次封装

 

接收字节码文件——>调用类加载器，把字节码文件加载到虚内存的方法区的类代码区，创建一个和类相关的反射对象——>字节码验证：验证是否有非法的内存访问——>（interpreter）解释成相应的机器语言

4、Java的垃圾回收机制（GC）

• 不再使用的内存空间应回收----垃圾收集。
• 在C/C++ 等语言中，由程序员负责回收无用内存。
• 它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。
• 垃圾收集在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。

 5、几个常用的命令

• javac：Java编译器，用来将java程序编译成Bytecode。
• java：Java解释器，执行已经转换成Bytecode的java应用程序。
• javap：反编译，将类文件还原回方法和变量。
• javadoc：文档生成器,创建html文件。

6、Applet

 Java Applet（小应用程序）：不是一个完整的应用程序，而是框架程序中的一个模块，所以只能在WWW 浏览器环境下运行。

Java Applet 工作原理：

       

Applet的缺点：不安全，因为它只能编译成字节码，嵌入到html文件，用户访问html时候不知道里面有applet，而applet里面可能被非法利用包含黑客病毒，所以不安全。

Applet只做了解。

【拓展】

1、jdk,jre,jvm的区别和联系：jdk是java的开发工具包，jre是java的运行环境，jvm则是让java能够在任何平台运行的虚拟机。其中关系是jdk包含jre和tools（开发工具类），而jre包含类库和jvm。

2、主方法和主类：

1.主方法是运行的入口，是虚拟机的入口，它和运行指令java.有关；
2.主类是编译的入口，是编译器的入口，他和编译指令javac 有关。

 为什么有主类的java程序中可以没有主方法？  

           因为有了主类就会被正常编译，而主方法和执行有关，他和编译是分开的。所以他能正常。

 为什么有主方法的类可以不是主类，也就是说带有public的类里可以不写主方法？

    比如javabean,原理就是通过tomcat反射进行

3、HelloWolrd内存空间的分配详解： 

Java内存分配：
1、栈（Stack）:主要用来存放局部变量
2、堆（Heap）：主要用来存放new关键词创建的对象。

• 堆中的数据具有默认值：
  • a)如果是整数，默认是0；
  • b)如果是浮点数，默认是0.0；
  • c)如果是字符，默认是“\\u0000”（Unicode写法）。
  • d)如果是布尔值，默认为false。
  • e)如果是引用类型（包含字符串），默认为null（空常量）。

3、方法区（Method Area）：包括类代码区、共享代码段、常量池，静态数据区等。
4、本地方法区（Native Method Area）:与操作系统相关。
5、寄存器（pc Register）：与CPU相关，性能极高。

代码示例：

public class HelloWorld 
    /*
     * main函数写法的“三个帽子”详述：
     *        public：让虚拟机使用主方法
     *        static：告诉虚拟机如何找到主方法——通过类找主方法
     *        void：虚拟机不会处理返回值
     * */
    public static void main(String[] args) 
        String s; // 定义一个String类型的变量 s
        s = "Hello World."; // 定义字符串 s
        System.out.println(s.hashCode());
    
  

内存图：

   

说明：

1、

　　字节码文件——HelloWorld.class、String[].class、String.class、System.class  4个

　　对象——字符串空数组对象String[] args、3个流对象、一个常对象string   5个

　　方法——main主方法、println方法、toString()方法    3个

　　变量(基本上为局部)——args、s   2个

2、

　　标准字节输出流对象 System.out

　　标准字节输入流对象System.in

　　标准字节出错流对象System.err

3、分析从编译到执行到输出结果的过程：

　　1.  先通过编译器(javac)编译HelloWorld.java文件，找到主类HelloWorld里面有多少个类（多个类中只有一个类可以被public修饰）就编译成多少个.class字节码文件

　　2.然后通过虚拟机(JVM)解释含有主函数的.class文件(HelloWorld.class)。通过main()方法获得程序的入口，此时通过三个允许（static静态绑定类，用public确定方法，再用void确定不处理返回值）才可以进入并执行该程序。

　　3.主方法在内存的栈区的开辟工作空间，开始main方法的时候会到标准类库调用String[] ,String , System标准字节输入输出流，Object等这几个类的字节码文件加载到方法区的类代码段中。

　　4.在堆区创建一个空（String[ ]）数组对象从栈区把args传过来到堆的空数组对象String[ ]中。

　　5.因为String s 是成员变量所以在主方法的工作区间创建String类型的 s 变量。

　　6.定义了一个”Hello world ！”常量对象存放在方法区的常量值数据区并且会创建相应的toString()方法，栈区的s变量指向了 这个方法区的常量。

　　7.最后执行输出语句输出其实是s的地址，但是s指向（存储）的是“Hello world ！”常对象的地址，而且该常对象覆盖重写了父类的toString()方法，所以最后输出的结果是：Hello world ！