JVM入门系列-JVM总览

娣辩孩发布于2019-08-16 10:42 / 1866人阅读

摘要：模板解释器和字节码解释器差不多，不一样的地方在于直接把对应的指令集转成本地代码编译器可以针对热点代码优化，执行开销较大，但是能够针对性的优化，效率最高垃圾收集器负责回收不再使用的对象，释放和整理内存简称。

(原发于知乎，定期同步至segmentfault, 原文地址：知乎-JVM入门系列-JVM总览)
Java宣称Write Once Run Everywhere，这意味着在一个平台上开发的java程序可以不加修改的运行在其他平台上面。能达成这个功能依赖的就是jvm屏蔽了底层的差异。

当我们编写.java文件之后，编译器会将其编译成同名的.class文件。class文件是一个字节码文件，jvm会加载并且执行它，下方就是整体框图。

（图片来源：wikipedia-Java virtual machine）

如图所示，虚拟机主要可以被分为三块：

类加载系统

运行时数据区

执行引擎

类加载系统Class Loader Subsystem

类加载系统负责验证并且加载.class文件，主要可以划分为三个步骤：

加载(Loading)

链接(Linking)

初始化(Initialization)

加载

类文件在这一块被加载到内存中去。类加载器(class loader)可以划分为Boot Strap class Loader, Extension class Loader, and Application class Loader

Boot Strap class Loader - 加载系统引导类( $JAVA_HOME/jre/lib))

Extension class Loader - 加载拓展类($JAVA_HOME/jre/lib/ext)

Application class Loader - 也被称为User class loader, 负责加载应用层级的类

链接

Verify - 验证字节码是否正确

Prepare - 在这一步分配静态变量并且设置默认值

Resolve - 所有的符号引用都会被替换成指向方法区的原始引用

初始化

这是类加载的最后一步，所有的静态变量都会被赋值。执行顺序是从上到下的，由父类到子类。

运行时数据区 Runtime Data Area

运行时数据区可以划分为5个区域

方法区 - 保存类数据信息，包括成员信息，父类和接口信息，运行时常量池等，jvm共享

堆区 - 保存所有的对象信息，jvm共享

栈区 - 每个线程独有自己的栈，生命周期和线程一致

PC寄存器区 - 储存当前执行指令的地址，如果执行的是是本地方法pc为null

本地方法栈区 - 和栈区一致，只不过存放的是本地方法信息

执行引擎 Execution Engine

执行引擎负责执行代码,执行引擎会依次读取字节码并且按顺序执行。一般来说可以划分为如下几个组件

字节码解释器

字节码解释器(Bytecode Interpreter)，就像名字显示的一样，是用来执行字节码。优点是执行开销小，缺点是执行效率较低。

模板解释器

和字节码解释器差不多，不一样的地方在于直接把对应的指令集转成本地代码

JIT编译器

可以针对热点代码优化，执行开销较大，但是能够针对性的优化，效率最高

垃圾收集器

负责回收不再使用的对象，释放和整理内存

Java Native Interface

Java native interface, 简称JNI。暴露了本地方法的接口，使得java可以调用本地方法

Native Method Libraries

本地方法库

参考：

Java_virtual_machine

The JVM Architecture Explained

How JVM Works – JVM Architecture?

GPU服务器云服务器 JVM jvm crash jvm python linux jvm

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