日常记录——JVM—JVM简介、class文件解析

一、JVM简介

JVM：Java Virtual MAchine-Java虚拟机，可以将class文件解释为各种平台可执行的指令行，java中一个类在运行时，首先将java文件编译（javac）为class文件，然后jvm将class文件解释并执行。
JVM可分为三部分：类加载器（ClassLoader）系统、执行引擎、运行时数据区。
类加载器系统：负责加载程序中的类和接口。
执行引擎：解释执行+即时编译（JIT），开始对所有的代码都采取解释执行的方式，经常调用的热点方法编译为本地代码（热点代码频率设置-XX:CompileThreshould = 值（默认10000）），默认是解释执行+即时编译（-Xmixed）模式，可设置为纯解释（-Xint）或者纯编译（-Xcomp）模式，纯解释加载快，执行慢，纯编译加载慢，执行快。
运行时数据区：程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈、堆、方法区。
1.程序计数器：指向当前线程所执行的字节码的行号，线程私有。
2.本地方法栈：存储本地方法调用的状态，Native方法，线程私有。
3.虚拟机栈：存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息，线程私有。
4.堆：虚拟机启动时创建，存放对象实例和数组，GC工作区域，线程共享。
5.方法区（metaspace）：存储类的信息，如常量（final）、静态变量（static）、JIT（即时编译器）编译后的代码、运行时常量池、方法表（即存储一些不会变更的数据），GC工作区域（1.8及以后），线程共享。
6.直接内存：JDK1.4后增加，支持IO直接访问内核空间内存，取消从内核空间将数据拷贝到JVM内存过程。
JVM支持语言：JVM不光支持java语言，只要是能编译成class文件，并且符合class规范，JVM都支持，例如：Kotlin、Groovy、JRuby、Jython、Scala等，可以理解成跨语言的class文件解释执行平台。

二、class文件解析

1.class文件：就是二进制文件。
一个.java文件：

package com.company.jvm;

public class ClassShow {
}

编译后的class文件，用idea看：

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.company.jvm;

public class ClassShow {
	//编译后会默认添加一个构造方法
    public ClassShow() {
    }
}

借助BinEd插件看class文件：

就是个二进制字节码文件。
2.class文件结构
二进制字节码文件JVM是能识别的，我们可以借助工具来查看，编译过后的class文件结构。
插件：jclasslib。

通过上图，一个class文件总共可以分六类：
1.General Infomation：通用信息。存储java版本号、常量池数量、类修饰符、当前类、父类、实现接口数量、属性数量、方法数量、附加属性数量。
2.Constant pool：常量池。存储常量、修饰符、方法名称、字段名称、基本数据类型值、类和接口的名成。
3.interfaces：存储实现的接口索引。
4.Fields：存储属性的信息。名称、类型、修饰符等。
5.Methods：存储方法的入参、返回值、名称、修饰符、方法如何实现（java的汇编语言）。
6.Attrbutes：类文件名称（SourceFile）、内部类列表（InnerClasses）、方法的字节码指令（Code）、方法抛出异常（Exceptions）、方法源码位置字节码指令的对应关系（LineNumberTale）、方法的局部变量描述（LocalVariableTable），final关键字定义的常量值（ConstantValue）。