JVM虚拟机概述

JVM虚拟机是一个抽象机器，提供一个可以执行Java字节码的运行环境规范，JVM可以用于许多硬件和软件平台。

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一、JVM是什么？

1. 指定Java虚拟机的工作规范，实现提供程序是独立的选择算法，由Sun公司等提供。
2. 实现被称之为JRE，Java运行环境。
3. 运行实只要在命令提示符上编写Java命令来运行Java类，就会创建一个JVM实例。

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二、JVM虚拟机可以做什么？

JVM执行以下操作：

• 加载代码
• 验证代码
• 执行代码
• 提供运行时环境

JVM提供了以下定义：

• 内存区
• 类文件格式
• 寄存器集合
• 垃圾收集GC
• 致命错误报告等等。

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JVM虚拟机内部体系结构

Java虚拟机包含了类加载器、内存区域、执行引擎等等：

运行JVM字节码的工作都是由解释器完成，解释执行分为三个过程：代码转入、代码校验、代码执行。

• 装入过程由类装载器Class Loader完成，类装载器负责装入运行一个程序需要的所有代码，包括程序代码的类的所有继承类和被调用类，当类装载器装入一个类时候，该类就存入自己的命名空间中。除了通过符号引用自己命名空间以外的类，类之间没有办法可以影响其他类。
• 本台计算机的所有类都在同一个地址空间内，而所有从外部引进的类，都会有一个自己独立的名字空间，这会使得本地类通过共享相同类名字空间获得较高效率，同时保证外部引进类不会互相影响。
• 全部装入所需类之后，解释器便可以确定整个可执行程序的内存布局，解释器为符号引用同特定的地址空间建立对应关系和查询表。通过这一阶段确定代码的内存布局，Java很好的解决了由超类改变而引起子类崩溃的问题，防止代码对地址的非法访问。
• 最后，被装入的代码由字节码校验器验证，校验器可以发现操作数栈溢出，非法数据类型转换等等多种错误，通过校验之后，就可以开始执行。

类加载器

ClassLoader是JVM的一个子系统，用于加载类文件。

类(方法)区域

类方法区域存储每一个类结构，例如运行时的常量池，、字段和方法数据、方法代码等等。

堆

这个是分配对象的运行时数据区。

堆栈

Java堆栈存储帧，它负责保存局部变量和部分结果，并且在方法调用和返回起作用。
每一个线程都有一个私有的JVM堆栈，同时创建线程，每次调用方法都会创建一个细腻的框架，框架只会在其方法调用完成时被销毁destroy。

程序计数器寄存器

PC-程序计数器寄存器，它包含当前正在执行Java虚拟机指令的地址。

本地方法堆栈

它包含应用程序所使用的所有本地方法。

执行引擎

执行引擎包含：

1. 虚拟机处理器
2. 解释器：读取字节码流，然后执行指令。
3. 即时JIT编译器：用于提高性能，JIT编译同时类似字节码代码部分的功能，从而减少编译所需要的时间。编译器是指从Java虚拟机指令集到特定CPU指令集的转换器。

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