JVM从入门到基础(一) 一JVM介绍

JVM从入门到基础 一JVM介绍

一 概念

• JVM是JAVA Vittual Machhine的简称，意为Java虚拟机。JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

• 虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。常见的虚拟机有VMWare,Visual Box,JVM。

• JVM使用软件模拟JAVA字节码的指令集。

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二 JVM规范

1. JAVA语言规范定义了什么是JAVA语言，而JVM主要定义了二进制class文件和JVM指令集等。JAVA语言与JVM相对独立。

2. JVM定义了Class的文件格式

3. JVM数字的内部存储和表示范围–Byte -128 to 127 (-2^7 to 2^7 - 1)

4. 定义相应的数据类型、堆、栈、方法区。

5. JVM中整数的表示用原码、补码、反码。

   • 原码：第一位为符号位（0为整数，1位负数）

   • 反码：符号位不动，原码取反。

   • 负数补码：符号位不动，反码加1。

   • 正数补码：和原码相同。

   为什么使用补码？，对于0而言，如果用原码表示0，正数的0位00000000，负数的0位10000000，这样的表示有歧义，但是对于0的补码而言，正数的0为00000000，负数的0为0的补码11111111加1结果为00000000，这样的表示没有歧义。

   同时补码能够很好的参与二进制运算，例如-6+5换算成补码的话为11111010+00000101=11111111换算成原码的话结果为-1，又如-4+5=11111100+00000001=00000001=1，还如-3+5=11111101+00000101=00000010=2。这样使用补码在计算机内部计算，可以直接以补码在计算机内部以加法方式进行运算，同时符号位参加运算，即可得到相应的结果。​

6. VM 指令集

   1. 类型转化：l2i

   2. 出入栈操作 aload astore

   3. 运算 iadd i sub

   4. 流程控制 ifeq ifne

   5. 函数调用 invokevirtual invokeinterface invokespecial invokestatic

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7. JVM需要对JAVA library提供以下支持：

   1. 反射 java.lang.reflect
   2. ClassLoader
   3. 初始化class和interface
   4. 安全相关 java.security
   5. 多线程
   6. 弱引用