JVM学习之JVM概述

JVM的整体结构

• Hotspot VM是目前市面上高性能虚拟机代表作之一

• 它采用解释器与即时编译器并存的架构

• 在今天，Java程序的运行性能已经达到了可以和C/C++程序一较高下的地步

  Java代码执行流程

具体图为

JVM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

基于这两种架构之间的区别：

• 基于栈的指令集架构特点
  • 设计和实现简单，适用于资源受限的系统（例如机顶盒）
  • 避开了寄存器分配难题：使用零地址指令方式分配
  • 指令流中的指令大部分都是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈。指令集更小，编译器更容易实现。
  • 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和Android的Davlik虚拟机
  • 指令架构则完全依赖硬件，可移植性差
  • 性能优秀，执行更高效
  • 花费更少的指令去完成一项操作
  • 大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都是以一地址指令，二地址指令和三地址指令为主，而基于栈的指令集架构都是以零地址指令为主

HotSpot只使用的PC寄存器，所以是栈的指令集架构

举例来看：

执行2+3操作,基于栈指令（以Java虚拟机为例）：

# 代码如下：
int a = 2;
int b = 3;
int c = a + b;

# 反编译.class文件的命令java -v xx.class 以下是我反编译的（截取部分）
iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 //常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd     //2和3出栈 执行2+3计算
istore_3 //结果入栈

基于寄存器的指令：

mov eax,2 //将eax寄存器设置为2
add eax,3 //使eax寄存器的值加3

JVM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

• 虚拟机的运行

  • 一个运行中的Java虚拟机有一个清晰的任务：执行Java程序
  • 程序开始运行时它开始运行，程序结束时它就结束了
  • 执行一个所谓的Java程序时，真正在执行的是一个Java虚拟机进程

• 虚拟机的退出

  • 程序正常结束
  • 遇到异常或者错误终止
  • 操作系统错误导致
  • Runtime类或者System类的exit方法或者Runtime的halt方法
  • JNI可以使用API加载或者卸载虚拟机

JVM 内存结构

JVM整体结构详细图