《JVM学习笔记》第一章 JVM与Java体系结构

JVM与Java体系结构

字节码

  • java字节码,指的是用java语言编译成的字节码。准确的说任何能在jvm平台上执行的字节码格式都是一样的。所以应该统称为:jvm字节码。

  • 不同的编译器,可以编译出相同的字节码文件,字节码文件也可以在不同的JVM上运行。

  • Java虚拟机与Java 语言并没有必然的联系,它只与特定的二进制文件格式—class文件格式所关联,class 文件中包含了Java 虚拟机指令集(或者称为字节码、Bytecodes)和符号表,还有一些其他辅助信息。

虚拟机

  • 所谓虚拟机(Virtual Machine),就是一台虚拟的计算机它是一款软件,用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上,虚拟机可以分为系统虚拟机程序虚拟机
    • 系统虚拟机 : visual Box,VMware,它们完全是对物理计算机的仿真,提供了一个可运行完整操作系统的软件平台。
    • 程序虚拟机: 典型代表就是Java虚拟机,它专门为执行单个计算机程序而设计,在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。
  • 无论是系统虚拟机还是程序虚拟机,在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源中。

Java虚拟机

  • Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机,它拥有独立的运行机制,其运行的Java字节码也未必由ava语言编译而成。
  • JVM平台的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回器,以及可靠的即时编译器。
  • Java技术的核心就是Java虚拟机(JVM,Java virtual Machine),因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。
  • 作用
    • Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境,负责装载字节码到其内部,解释/编译为对应平台上的机器指令执行。
  • 特点
    • 一次编译,到处运行
    • 自动内存管理
    • 自动垃圾回收功能

JVM的位置

JVM的整体结构

  • HotSpot VM是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一。
  • 它采用解释器与即时编译器并存的架构。
  • 在今天,Java程序的运行性能早已脱胎换骨,己经达到了可以和C/C++程序一较高下的地步。

Java代码执行流程

JVM的架构模型

  • Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构,另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构
  • 这两种架构之间的区别:
    • ·基于栈式架构的特点
      • 设计和实现更简单,适用于资源受限的系统:
      • 避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配。
      • 指令流中的指令大部分是零地址指令,其执行过程依赖于操作栈。指令集更小,编译器容易实现。
      • 不需要硬件支持,可移植性更好,更好实现跨平台
    • ·基于寄存器架构的特点
      • 典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的Pc以及Android的Davlik虚
        拟机。
      • 指令集架构则完全依赖硬件,可移植性差
      • 性能优秀和执行更高效:
      • 花费更少的指令去完成一项操作。
      • 在大部分情况下,基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主,而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主。
  • 总结
    • **由于跨平台性的设计,Java的指令都是根据栈来设计的。**不同平台CPU架构不同,所以不能设计为基于寄存器的。优点是跨平台,指令集小,指令多,编译器容易实现,缺点是性能下降,实现同样的功能需要更多的指令。

JVM的生命周期

  • 虚拟机的启动
    • Java虚拟机的启动是通过引导类加载器(bootstrap class loader)创建一个初始类(initial class)来完成的,这个类是由虚拟机的具体实现指定的。
  • 虚拟机的执行
    • 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务:执行Java程序。
    • 程序开始执行时他才运行,程序结束时他就停止。
    • 执行一个所谓的Java程序的时候,真真正正在执行的是一个叫做Java虚拟机的进程。
  • 虚拟机的退出
    • 程序正常执行结束

    • 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止

    • 某线程调用Runtime类或System类的exit方法,或Runtime类的halt方法,并且Java安全管理器也允许这次exit或halt操作。

    • 除此之外,JNI(Java Native Interface)规范描述了用JNI
      Invocation API来加载或卸载Java虚拟机时,Java虚拟机的退出情况。

    • 除此之外,JNI(Java Native Interface)规范描述了用JNI
      Invocation API来加载或卸载Java虚拟机时,Java虚拟机的退出情况。

你可能感兴趣的:(JVM笔记,jvm,java,学习)