JVM简单个人总结(一)

说明:这篇文章只是个人对JVM的初步探讨总结,很多概念来自网络,加入部分个人理解,也许个人理解的地方有误,也恳请看到的同学帮忙指出,关于JVM的具体知识可以阅读《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳性能》这本书籍。


JVM

JVM是Java Virtual Machine的缩写,中文名为java虚拟机,JVM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。它与VirtualBox那些虚拟PC机的虚拟机又有点区别,它只设置了4个常用的寄存器,分别为:pc程序计数器,optop操作数寄存器,frame当前执行环境指针和vars当前执行环境中的第一个局部变量指针。

java语言的一个非常重要的特点是平台无关性,而使用java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入java虚拟机后,java语言在不同平台上运行时就不需要重新编译。Java实用java虚拟机屏蔽了与具体平台的信息,使得java语言编译程序只需生成java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。java虚拟机在执行字节码时,把字节码翻译成具体平台上的机器指令执行。这就是java能够“一次编译,到处运行”的原因。

JRE/JDK/JVM的关系

JRE(Java Runtime Environment):中文名为java运行是环境,也就是java平台。所有的java程序都要在有jre的环境下才能运行。

JDK(Java Development Kit):中文名为java开发工具,jdk的工具也是java程序,也需要jre环境才能运行。

JVM(Java Virtual Machine):中文名为java虚拟机,这个是jre的一部分。

JVM环境的加载

以windows操作系统为例,装入JVM是通过jdk中的Java.exe可执行程序来完成的,具体可以分为四步:

  1. 创建JVM装载环境和配置

  2. 装载JVM.dll

  3. 初始化JVM.dll并挂到JNIENV(JNI调用接口)实例

  4. 调用JNIENV实例装载并处理class类

关于这个更详细的信息可以参考这篇文章:http://blog.csdn.net/ye1992/article/details/38228393

JVM的生命周期

当一个Java程序启动时,一个JVM实例就产生了,任何存在public static void main(String [] args)方法的类都可以作为JVM实例运行的起点,所以在平时定义一个Class时就要显示告诉JVM类名,这样JVM才能知道是该运行哪个类里面的main方法。

main()方法是初始线程的起点,任何其它线程均由该线程启动。JVM内部存在两种线程,分别为守护线程和非守护线程,main()属于非守护线程,守护线程通常由JVM自己使用,Java程序也可以标明自己创建的线程是守护线程。

当程序中的所有非守护线程都终止时,JVM才退出,程序中也可以使用setDaemon(boolean on)方法来设定为守护线程。(Linux中说守护进程,这里为什么说守护线程呢?因为,java是跑在JVM虚拟机上的)。

JVM体系结构

JVM内部分成三部分,分别为:类装载器(ClassLoader)子系统、执行引擎和运行时数据区。

  • 类装载器子系统:就是用来装载.class文件的系统。JVM的两种装载器包括:启动类装载器和用户自定义类装载器。启动类装载器是JVM实现的一部分,用户自定义类装载器则是java程序的一部分,必须是ClassLoader类的子类。

  • 执行引擎:执行引擎是Java虚拟机核心组成部分之一,输入的是字节码文件,处理过程就是字节码解析的等效过程,输出的是执行结果,对于执行引擎来讲,活动线程中,只有栈顶的栈帧是有效的,称为当前栈帧,这个栈帧所关联的方法称为当前方法。执行引擎所运行的所有字节码指令都是针对当前栈帧进行操作。

  • 运行时数据区:主要有方法区、堆、Java栈、PC寄存器、本地方法栈。

对运行时数据区进行些补充:

  1. 方法区和堆由所有线程共享

  2. Java栈和PC寄存器由线程独享,在新线程的创建的时间里

  3. 本地方法栈:存储本地方法调用的状态

JVM中的数据类型:

JVM中的基本数据单元是word,而word的长度由JVM的具体实现者来决定。

数据类型包括基本类型和引用类型:

  • 基本数据类型包括:数值类型(除boolean外的所有java基本数据类型),boolean在JVM中使用int来表示,0表示false,其他值均表示true,还有一个returnAddress类型,这个是JVM的内部类型,用来实现finally子句。

  • 引用类型包括:数组类型、类类型、接口类型

文章作者: Kevin Wu
文章链接: https://kevinwu.cn/p/142d27cd/
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