JVM概述

JVM

什么是JVM

JVM是JavaVirtualMachine（Java虚拟机）的缩写，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。 主流虚拟机

JVM是可运行 Java虚拟机 ，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收，堆 和 一个存储方法域。JVM 是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。

JVM与操作系统

为什么要在程序和操作系统中间添加一个JVM？ Java是一门抽象程度特别高的语言，提供了自动内存管理等一系列的特性。这些特性直接在操作系统上实现是不太可能的，所以就需要JVM进行一番转换

从图中可以看到，有了JVM这个抽象层之后，Java就可以实现跨平台了。JVM只需要保证能够正确执行.class文件，就可以运行在诸如Linux、Windows、MacOS等平台上了。 而Java跨平台的意义在于一次编译，处处运行，能够做到这一点JVM功不可没。比如我们在Maven仓库下载同一版本的jar包就可以到处运行，不需要在每个平台上再编译一次。 现在的一些JVM的扩展语言，比如Clojure、JRuby、Groovy等，编译到最后都是.class文件，Java语言的维护者，只需要控制好JVM这个解析器，就可以将这些扩展语言无缝的运行在JVM之上了。 应用程序、JVM、操作系统之间的关系

运行过程

我们都知道 Java 源文件，通过编译器，能够生产相应的.Class 文件，也就是字节码文件，而字节码文件又通过 Java 虚拟机中的解释器，编译成特定机器上的机器码 。

也就是如下：

① Java 源文件—->编译器—->字节码文件

② 字节码文件—->JVM—->机器码

每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的，这也就是 Java 为什么能够跨平台的原因了 ，当一个程序从开始运行，这时虚拟机就开始实例化了，多个程序启动就会存在多个虚拟机实例。程序退出或者关闭，则虚拟机实例消亡，多个虚拟机实例之间数据不能共享。

线程

这里所说的线程指程序执行过程中的一个线程实体。JVM 允许一个应用并发执行多个线程。

Hotspot JVM 中的 Java 线程与原生操作系统线程有直接的映射关系。当线程本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备好以后，就会创建一个操作系统原生线程。

Java 线程结束，原生线程随之被回收。操作系统负责调度所有线程，并把它们分配到任何可用的 CPU 上。当原生线程初始化完毕，就会调用 Java 线程的 run() 方法。当线程结束时，会释放原生线程和 Java 线程的所有资源。

Hotspot JVM 后台运行的系统线程主要有下面几个

JVM 内存区域

JVM 内存区域主要分为线程私有区域【程序计数器、虚拟机栈、本地方法区】、线程共享区域【JAVA 堆、方法区】、直接内存。

线程私有数据区域生命周期与线程相同, 依赖用户线程的启动/结束 而 创建/销毁(在 HotspotVM 内, 每个线程都与操作系统的本地线程直接映射, 因此这部分内存区域的存/否跟随本地线程的生/死对应)

线程共享区域随虚拟机的启动/关闭而创建/销毁。

直接内存并不是 JVM 运行时数据区的一部分, 但也会被频繁的使用: 在 JDK 1.4 引入的 NIO 提供了基于 Channel 与 Buffer 的 IO 方式, 它可以使用 Native 函数库直接分配堆外内存, 然后使用DirectByteBuffer 对象作为这块内存的引用进行操作(详见: Java I/O 扩展), 这样就避免了在 Java堆和 Native 堆中来回复制数据, 因此在一些场景中可以显著提高性能。

JVM、JRE、JDK的关系

JVM是Java程序能够运行的核心。但需要注意，JVM自己什么也干不了，你需要给它提供生产原料（.class文件）。 仅仅是JVM，是无法完成一次编译，处处运行的。它需要一个基本的类库，比如怎么操作文件、怎么连接网络等。而Java体系很慷慨，会一次性将JVM运行所需的类库都传递给它。JVM标准加上实现的一大堆基础类库，就组成了Java的运行时环境，也就是我们常说的JRE（JavaRuntimeEnvironment） 对于JDK来说，就更庞大了一些。除了JRE，JDK还提供了一些非常好用的小工具，比如javac、java、jar等。它是Java开发的核心。 我们也可以看下JDK的全拼，JavaDevelopmentKit。JVM、JRE、JDK它们三者之间的关系，可以用一个包含关系表示。

看下JDK的全拼，JavaDevelopmentKit。JVM、JRE、JDK它们三者之间的关系，可以用一个包含关系表示。