jvm内存模型

Posted 2022-02-03 liyuliyuli

本文主要是介绍jvm内存模型

　废话不多说，这里直接上图

 

 

首先上一个粗略草图，大体可以了解清楚

1.jvm大概是有三大部分组成，分别为类装载子系统，运行时数据区和执行引擎组成

 

2.运行时数据区大概分为5大部分，分别为:堆，栈，本地方法栈，方法区，程序计数器

 

3.栈，本地方法栈，程序计数器线程是共享的，而堆，方法区是线程不共享的，只有一个

 

了解以上大体内容，下面就开始讲解每个系统，以及每个子系统分别有什么作用;

 

类加载子系统:

1.类加载子系统是JVM体系中用于加载类的二进制字节码的重要组成部分，当一个类编译为class文件后，虚拟机便将他加载在方法区中

2.类装载器子系统除了要定位和导入二进制class文件外，还必须负责验证被导入类的正确性，为类变量分配并初始化内存，以及帮助解析符号引用

 

执行引擎：

执行引擎在我理解就是类被加载成字节码，然后对我们写的代码进行输出的程序

执行引擎在执行java代码的时候都会有解释执行和编译执行两种选择

解释执行：对源语言写成的源语句进行一句一句的翻译，翻译一句就提交给计算机执行一句，并不会形成目标程序。它的优点是翻译本身并不费事。它的缺点是运行速度慢，比如当程序中存在循环条件时，循环体内的语句就会被多次的翻译，从而影响运行速度

编译执行：现需要对源程序进行一个编译，生成一个目标文件，计算机再对这个目标程序进行执行。虽然这的编译的过程比上面提到的翻译的过程要复杂（通常要对代码进行语法分析，还要对代码进行优化，并分配内存，最后形成目标文件），但是一旦形成目标文件，就一劳永逸，不必再进行编译，所以执行速度较快

对于执行引擎来说，在活动线程中，只有位于栈顶的栈帧才是有效的，称为当前栈帧，执行引擎运行的所有字节码指令都是只针对当前栈帧进行操作

 

运行时数据区：

堆：堆主要存放对象信息，,java中不允许直接访问堆内存的对象,只能通过引用访问。(后续gc还是会讲述)

 

栈：栈中主要存放对象的引用，基本类型变量等。每次函数调用,都为函数开辟一块空间,会成为栈帧（深入理解看下面代码）

栈帧:1.局部变量表2.操作数栈3.方法返回4.动态链接

 

本地方法栈:本地方法栈主要是执行native的方法，比如线程的start()，实际是执行start0()方法然后找到操作系统里面c写的start0方法 这里就不多叙述了

 

方法区：方法区又称持久代(永生代) 现在我们将方法区称元空间,方法区主要是保存系统的类信息，比如类的字段，方法，常量池等，如果定义太多类，有可能会出oom的错误(我们经常写的string xxx=""常量信息就是存在于方法区中)

 

 

程序计数器:每个线程都有自己的程序计数器,如果当线程执行切换的时,可以在上次执行的基础上继续执行，仅仅从一条线程线性执行的角度而言，代码是一条一条的往下执行的，这个时候就是程序计数器；JVM就是通过读取程序计数器的值来决定下一条需要执行的字节码指令，进而进行选择语句、循环、异常处理等

 

了解这些常识性东西之后我们来看一段代码

 

这段代码很简单，那么在运行时是怎么操作的呢？

线程在调用main函数是为main函数开辟的栈空间即栈帧,main调用count方法又开辟一个空间，所以这里有两个栈帧

我们打开cmd   执行下javac  Count.java(java文件编译成class文件),再执行javap -c Count进行反编译

百度搜索jvm字节码指令，

或者进官网

https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-4.html

会有很好的解释比如iconst_1就是将数字1压进操作数栈,istroe_1将栈顶int型数值存入第二个局部变量，从0开始计数

这里有51行代表程序计数器计数最后就是52

 最后动态链接:符号引用和直接引用在运行时进行解析和链接的过程，叫动态链接。

• 一个方法调用另一个方法，或者一个类使用另一个类的成员变量时，
  • 需要知道其名字
• 符号引用就相当于名字，
  • 这些被调用者的名字就存放在Java字节码文件里（.class 文件）。

• 名字是知道了，但是Java真正运行起来的时候，如何靠这个名字（符号引用）找到相应的类和方法

  • 需要解析成相应的直接引用，利用直接引用来准确地找到。