JVM详解

一、介绍（什么是JVM）

 

 JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）是一个能够执行Java字节码的虚拟机，它是Java的核心，负责管理Java程序的运行时环境。

 

 JVM的主要工作是将编译好的Java源代码转换为字节码，然后执行这些字节码。在执行过程中，JVM会负责垃圾回收、内存管理、线程管理、安全管理等任务，同时还能够提供诊断和调试工具来帮助开发人员更好地了解和调试Java程序。

 

二、原理（结构|区域）

 JVM的结构主要包括三个部分：类加载器、运行时数据区和执行引擎。

 

类加载器（ClassLoader）：负责加载Java类文件，将类文件加载到内存中并转换为Java Class对象，然后存放在运行时数据区的方法区中。

 

运行时数据区（Runtime Data Area）：是JVM内存的逻辑结构，包括方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器等。

 

执行引擎（Execution Engine）：执行字节码指令，负责执行Java程序的运行时环境。执行引擎主要包括解释器和即时编译器（JIT）。

 

         1> 解释器（Interpreter）：将字节码解释成机器码并执行。

 

         2> 即时编译器（Just-In-Time Compiler）：在运行时将字节码编译成本地机器码，然后再执行。

 

 JVM区域分为五大区域：方法区、堆区、虚拟机栈、本地方法栈以及程序计数器。

 

方法区（Method Area）：存储已被加载的类信息（字节码文件）、常量、静态变量等。当然类加载机制也是在这区域执行：

 

 

 

堆区（Heap）：存储对象实例。

 

虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）：存储方法调用的局部变量、参数、返回值等。其最小单位栈帧又分为四部分：

 

局部变量表:存放了编译时期的各种基本数据类型（8种），对象引用（reference类型）和return Address类型（指向了一条字节码指令的地址）

 

操作数栈：储存了编译时期的各基本数据类型，更加准确地说是对应的方法参数和局部变量

 

外部引用：是调用外部方法的动态链接的引用

 

方法返回地址：储存了调用该方法的pc寄存器的值

 

本地方法栈（Native Method Stack）：为执行Native方法服务。

 

程序计数器（Program Counter）：用于指示JVM正在执行的字节码指令的地址，也就是记录了当前线程上次执行的位置

 

至于为什么记录上一次执行到的位置？

是因为当前线程在执行的过程中，可能执行权被其他线程抢走形成的中断，所以需要记录中断时执行到的字节码位置

为什么被中断？两种情况，一是读写磁盘的时候，二是读写网络的时候