浅谈Java虚拟机

Java的体系结构包含四个独立但相关的技术：

   1，Java程序设计语言

   2，Java class文件格式

   3，Java应用程序编程接口（API）

   4，Java虚拟机

    其中，Java虚拟机就像一台抽象的计算机，其规范定义了每个Java虚拟机都必须实现的特性，当然也为每个特性的实现留下了许多实现的选择。Java虚拟机的主要任务是装载class文件并执行其中的字节码。

    Java虚拟机主要由两部分组成，一部分叫“类装载器”，另一个部分叫“执行引擎”。“类装载器”用于从程序和API中装载class文件（Java API中只有程序执行时需要的那些类才会被装载），而“执行引擎”则执行装载的字节码，在执行的过程中还可能通过JNI来调用操作系统本地方法。

    在虚拟机的内部，虚拟机的行为分别按照 子系统、内存区、数据类型以及指令这几个术语来描述的，这就组成了虚拟机内部抽象的体系结构。这样，我们可以将虚拟机近一步抽象的分为“类装载子系统”、运行时数据区“、”执行引擎“以及”本地方法接口“。”运行时数据区“是一块内存区域，用来存储从已装载的class文件中得到的其他信息、程序所创建的对象、传递给方法的参数、返回值、局部变量、运行的中间结果等。

    运行时数据区大体可分为：方法区、堆、java栈、PC寄存器和本地方法栈。当装载一个class文件时，会从class文件包含的二进制数据中解析类型信息，然后把这些类型信息放到方法区中，当运行的时候，会把程序创建的对象都放在堆中，所以方法区和堆都是线程共享的。

    当一个线程创建时，该线程会拥有属于自己的一个PC寄存器（程序计数器）以及一个Java栈，如果线程执行的是一个Java方法（非本地方法），那么寄存器的指总是指向下一条将被指向的指令，而它的栈则总是存储该线程中Java方法调用的状态（局部变量、传进来的参数、返回值以及计算的中间值等）。而本地方法调用的状态则是存存储在本地方法栈中，当然根据实现的不同，也有可能是在寄存器或者其他某些与特定实现相关的内存区中。

    通过上面的讲解，大家可以想想线程安全的问题。

    那么方法区中到底都存放了些什么信息呢？其实里面存放的都是一些类型信息，包括类变量（静态变量）也会被存在这里。对每个装载的类型，虚拟机都会在方法区中存储一下类型信息：

        1，这个类型的全限定名

        2，这个类型的直接超类的全限定名（除非是Object，无超类）

        3，这个类型是类类型还是接口类型

        4，这个类型的访问修饰符(public、abstract或final的某个子集)

        5，任何直接超接口的权限定名的有序列表

    以上列出的是存储的基本信息，除了这些信息外，还要存储以下的信息：

        6，被载入的类型的常量池

        7，字段信息

        8，方法信息

        9，除了常量以外的所有类变量

        10，一个到类ClassLoader的引用

        11，一个大Class类的引用

    “运行时常量池”或者叫“常量池”，它是方法区的一部分，在class文件中，包含了常量池的相关信息，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用。常量池就是该类型所用常量的一个有序集合，包括直接常量（string、integer、floating point常量）和对其他类型、字段和方法的符号引用。

    

    对于常量池这个概念，也许很多人都会觉得奇怪，搞不清这个的作用到底是啥。这里所指的“常量”可不等同与我们代码中所谓的常量，这里的常量就是一个类型中包含的固定不变的信息。首先，当我们将java源代码编译成一个class文件后，class文件中用字节码的形式保存了java源文件中所有的信息，例如我们定义的方法、属性等。  根据所保存的常量类型的不同个，常量池又被分为了不同的区域，这里大家提到最多的莫过于string常量区域。对于在源文件中定义的字符串字面量，例如：String name = "test" ， 不论该变量是成员属性还是在方法中声明的局部变量，该值都会在class加载的时候保存在常量池的string类型常量区中。

    需要注意区分的是上面的方式和通过new创建的字符串的不同，例如：String name = new String("test") 。 这里其实会涉及到两个对象，一个是字符串字面量"test"，该值同上面一样会在class文件加载 时候放入到string常量区域中，同时在运行的时候会在堆中创建一个对象（即开辟一个堆内存区域），并且从string常量区域中拷贝一份"test" 指来保存在堆上。 所以，这就是为什么我们在比较两个字符串相等的时候最好不要用等号“==”而要使用equals方法的原因。

    常量池就像一个词典，里面记录中程序运行过程中所需要的全部信息，这也就成为了Java动态链接的基础。

    接下来谈谈在开发中常常会用到的几个对JVM的配置。

        1，堆大小的配置

            堆的最小值配置参数：-Xms200M

            堆的最大值配置参数：-Xmx300M

            注：如果这两个参数配置一样大小，则可以避免堆的自动扩展。

        2，方法区大小的配置

            设置方法区的默认大小：-XX:PermSize=200M

            设置方法区的最大值：-XX:MaxPermSize=300M

        

            

        

    暂时就记录这么多了，以后有必要的时候再添加上来。