JVM Spec CH2

第二章 JVM结构

该文档定义一个抽象机，不描述特定的JVM 实现。

为了正确实现JVM，你需要能够读取class文件格式， 并且能够正确实现规范中的操作。为了不限制实现者的创新，实现细节没有必要写入规范中。例如运行时数据区域内存排列；GC使用的算法；任何JVM指令的内部优化， 比如翻译这些指令为机器码；这些都留给实现者来完成。

class 文件格式

数据类型

JVM操作两种数据类型： 原子类型，引用类型（对象，数组，接口）

原子类型： 数字类型， 布尔类型，返回地址类型（returnAddress）

运行时数据区域

JVM定义了不同的运行时数据区域， 将会在程序执行过程中用到。有些区域JVM启动时创建和销毁。其他的则由线程私有。这些线程区域在在线程创建时创建，线程退出时销毁。

PC寄存器

JVM支持一次执行多个线程。每个线程都有一个PC寄存器。任意时候都会执行一个单个方法， 称为线程当前方法。如果当前方法不是native， PC寄存器包含的是当前将被执行的JVM 指令地址。反之， 则是undefined

JVM栈

线程都有一个私有的JVM栈，线程创建时创建。由Frame组成。与C栈同义，存储的是程序的本地变量和部分结果， 起到一个方法的调用和返回作用。因为JVM栈并不直接操作除了push、pop frames， frames则是在heap分配。不要求连续。

JVM 栈可以定长， 也可动态扩展。StackOverflowError、OutOfMemoryError。

堆（heap）

JVM都有一个所有线程共享的堆，用来存储对象实例和数组。JVM启动时创建，GC回收。对象并不直接回收内存。

方法区

JVM有一个所有线程共享的方法区。用来存储常规语言编译代码或者OS进程对应的text段。存储了每个类结构信息，例如运行时常量池，字段， 方法和构造器或方法指令代码，和一些类，接口初始化时用到的特殊方法。

随JVM启动时创建， 尽管方法区只是heap逻辑的一部分。简单的JVM实现者会选择该区不被GC或者压缩。JVM规范不要求方法区的位置或如何管理编译代码对应使用政策。可定长，可扩展， 不要求连续。

运行时常量池

常量池时单个类、单个接口独有。

原生方法栈

Frames

一个Frame用来存储数据和部分结果，以完成动态链接，返回方法结果，异常分发。方法调用时创建，方法调用完成时销毁，不管方法是否正确调用或者被打断（例如抛出未捕获异常）。它包含了独有的私有变量数组， 独有的操作数栈，一个指向当前类当前方法常量池。