[JVM] 1. 初步认识JVM

核心思想： “Write Once, Run anywhere”. 各种语言通过编译器转换成字节码文件，在JVM上运行。

一、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Java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、优秀的垃圾回收器，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。

二、JVM的作用：

• 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。

三、JVM的特点：

• 一次编译，处处运行。
• 自动内存管理。
• 自动垃圾回收。

四、JVM的位置：

• JVM运行在操作系统上，与硬件没有直接交互。

五、JVM的整体结构

 六、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。

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 ：（汇编语言一课学习的就是这种）

• 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

举例：执行2+3

基于栈：

iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 // 常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd //常量2/3出栈，执行相加
istore_0 // 结果5入栈

基于寄存器：

mov eax,2 //将eax寄存器的值设为1
add eax,3 //使eax寄存器的值加3

七、JVM的生命周期

1. 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。

2. 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。

3. 虚拟机的退出

有如下的几种情况：

• 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

• 由于操作系统用现错误而导致Java虚拟机进程终止

• 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。