資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：虛擬機(jī)包括一套字節(jié)碼指令集一組寄存器一個棧一個垃圾回收堆和一個存儲方法域。而使用虛擬機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一特點(diǎn)的關(guān)鍵。虛擬機(jī)在執(zhí)行字節(jié)碼時(shí)，把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機(jī)器指令執(zhí)行。此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何情況的區(qū)域。
1、 什么是JVM？
JVM是Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）的縮寫，JVM是一種用于計(jì)算設(shè)備的規(guī)范，它是一個虛構(gòu)出來的計(jì)算機(jī)，是通過在實(shí)際的計(jì)算機(jī)上仿真模擬各種計(jì)算機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)的。Java虛擬機(jī)包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個棧、一個垃圾回收堆和一個存儲方法域。 JVM屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息，使Java程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼）,就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。JVM在執(zhí)行字節(jié)碼時(shí)，實(shí)際上最終還是把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機(jī)器指令執(zhí)行。
Java語言的一個非常重要的特點(diǎn)就是與平臺的無關(guān)性。而使用Java虛擬機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一特點(diǎn)的關(guān)鍵。一般的高級語言如果要在不同的平臺上運(yùn)行，至少需要編譯成不同的目標(biāo)代碼。而引入Java語言虛擬機(jī)后，Java語言在不同平臺上運(yùn)行時(shí)不需要重新編譯。Java語言使用Java虛擬機(jī)屏蔽了與具體平臺相關(guān)的信息，使得Java語言編譯程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼），就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行。Java虛擬機(jī)在執(zhí)行字節(jié)碼時(shí)，把字節(jié)碼解釋成具體平臺上的機(jī)器指令執(zhí)行。這就是Java的能夠“一次編譯，到處運(yùn)行”的原因。
2、JRE/JDK/JVM是什么關(guān)系？ JRE(JavaRuntimeEnvironment，Java運(yùn)行環(huán)境)，也就是Java平臺。所有的Java 程序都要在JRE下才能運(yùn)行。普通用戶只需要運(yùn)行已開發(fā)好的java程序，安裝JRE即可。
JDK(Java Development Kit)是程序開發(fā)者用來來編譯、調(diào)試java程序用的開發(fā)工具包。JDK的工具也是Java程序，也需要JRE才能運(yùn)行。為了保持JDK的獨(dú)立性和完整性，在JDK的安裝過程中，JRE也是 安裝的一部分。所以，在JDK的安裝目錄下有一個名為jre的目錄，用于存放JRE文件。
JVM(JavaVirtualMachine，Java虛擬機(jī))是JRE的一部分。它是一個虛構(gòu)出來的計(jì)算機(jī)，是通過在實(shí)際的計(jì)算機(jī)上仿真模擬各種計(jì)算機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)的。JVM有自己完善的硬件架構(gòu)，如處理器、堆棧、寄存器等，還具有相應(yīng)的指令系統(tǒng)。Java語言最重要的特點(diǎn)就是跨平臺運(yùn)行。使用JVM就是為了支持與操作系統(tǒng)無關(guān)，實(shí)現(xiàn)跨平臺。
Java編譯器只要面向JVM，生成JVM能理解的代碼或字節(jié)碼文件。Java源文件經(jīng)編譯成字節(jié)碼程序，通過JVM將每一條指令翻譯成不同平臺機(jī)器碼，通過特定平臺運(yùn)行。
4、JVM的體系結(jié)構(gòu)（1）java棧內(nèi)存，它等價(jià)于C語言中的棧， 棧的內(nèi)存地址是不連續(xù)的， 每個線程都擁有自己的棧。 棧里面存儲著的是StackFrame，在《JVM Specification》中文版中被譯作java虛擬機(jī)框架，也叫做棧幀。StackFrame包含三類信息：局部變量，執(zhí)行環(huán)境，操作數(shù)棧。局部變量用來存儲一個類的方法中所用到的局部變量。執(zhí)行環(huán)境用于保存解析器對于java字節(jié)碼進(jìn)行解釋過程中需要的信息，包括：上次調(diào)用的方法、局部變量指針和 操作數(shù)棧的棧頂和棧底指針。操作數(shù)棧用于存儲運(yùn)算所需要的操作數(shù)和結(jié)果。StackFrame在方法被調(diào)用時(shí)創(chuàng)建，在某個線程中，某個時(shí)間點(diǎn)上，只有一個 框架是活躍的，該框架被稱為Current Frame，而框架中的方法被稱為Current Method，其中定義的類為Current Class。局部變量和操作數(shù)棧上的操作總是引用當(dāng)前框架。當(dāng)Stack Frame中方法被執(zhí)行完之后，或者調(diào)用別的StackFrame中的方法時(shí)，則當(dāng)前棧變?yōu)榱硗庖粋€StackFrame。Stack的大小是由兩種類 型，固定和動態(tài)的，動態(tài)類型的?？梢园凑站€程的需要分配。 下面兩張圖是關(guān)于棧之間關(guān)系以及棧和非堆內(nèi)存的關(guān)系基本描述：
（2） Java堆是用來存放對象信息的，和Stack不同，Stack代表著一種運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。換句話說，棧是運(yùn)行時(shí)單位，解決程序該如何執(zhí)行的問題，而堆是存儲的單位， 解決數(shù)據(jù)存儲的問題。Heap是伴隨著JVM的啟動而創(chuàng)建，負(fù)責(zé)存儲所有對象實(shí)例和數(shù)組的。堆的存儲空間和棧一樣是不需要連續(xù)的。
（3）程序計(jì)數(shù)寄存器，程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里（僅是概念模型，各種虛擬機(jī)可能會通過一些更高效的方式去實(shí)現(xiàn)），字節(jié)碼解釋器工作時(shí)就是通過改變這個計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個計(jì)數(shù)器來完成。
由于Java 虛擬機(jī)的多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時(shí)間的方式來實(shí)現(xiàn)的，在任何一個確定的時(shí)刻，一個處理器（對于多核處理器來說是一個內(nèi)核）只會執(zhí)行一條線程中的指令。因此，為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每條線程都需要有一個獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器，各條線程之間的計(jì)數(shù)器互不影響，獨(dú)立存儲，我們稱這類內(nèi)存區(qū)域?yàn)椤熬€程私有”的內(nèi)存。如果線程正在執(zhí)行的是一個Java 方法，這個計(jì)數(shù)器記錄的是正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址；如果正在執(zhí)行的是Natvie 方法，這個計(jì)數(shù)器值則為空（Undefined）。此內(nèi)存區(qū)域是唯一一個在Java 虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError 情況的區(qū)域。
（4）方法區(qū)域（Method Area），在Sun JDK中這塊區(qū)域?qū)?yīng)的為PermanetGeneration，又稱為持久代。方法區(qū)域存放了所加載的類的信息（名稱、修飾符等）、類中的靜態(tài)變量、類中定義為final類型的常量、類中的Field信息、類中的方法信息，當(dāng)開發(fā)人員在程序中通過Class對象中的getName、isInterface等方法來獲取信息時(shí)，這些數(shù)據(jù)都來源于方法區(qū)域，同時(shí)方法區(qū)域也是全局共享的，在一定的條件下它也會被GC，當(dāng)方法區(qū)域需要使用的內(nèi)存超過其允許的大小時(shí)，會拋出OutOfMemory的錯誤信息。
（5）運(yùn)行時(shí)常量池（Runtime Constant Pool），存放的為類中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空間從方法區(qū)域中分配。
（6）本地方法堆棧（Native Method Stacks），JVM采用本地方法堆棧來支持native方法的執(zhí)行，此區(qū)域用于存儲每個native方法調(diào)用的狀態(tài)。
文章版權(quán)歸作者所有，未經(jīng)允許請勿轉(zhuǎn)載,若此文章存在違規(guī)行為，您可以聯(lián)系管理員刪除。
轉(zhuǎn)載請注明本文地址：http://systransis.cn/yun/76810.html
摘要：一內(nèi)存區(qū)域虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)，會把內(nèi)存空間分為若干個區(qū)域，根據(jù)虛擬機(jī)規(guī)范版的規(guī)定，虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存區(qū)域分為如下部分方法區(qū)堆內(nèi)存虛擬機(jī)棧本地方法棧程序計(jì)數(shù)器。前言 在JVM的管控下，Java程序員不再需要管理內(nèi)存的分配與釋放，這和在C和C++的世界是完全不一樣的。所以，在JVM的幫助下，Java程序員很少會關(guān)注內(nèi)存泄露和內(nèi)存溢出的問題。但是，一旦JVM發(fā)生這些情況的時(shí)候，如果你不清楚JVM內(nèi)存的...
摘要：點(diǎn)擊進(jìn)入我的博客命令行工具這些工具大多數(shù)是類庫的一層薄的包裝，它們的主要功能代碼是在類庫中實(shí)現(xiàn)的?？梢暬ぞ呤堑侥壳盀橹闺S發(fā)布的功能最強(qiáng)大的運(yùn)行監(jiān)視和故障處理程序，并且可以預(yù)見在未來一段時(shí)間內(nèi)都是官方主力發(fā)展的虛擬機(jī)故障處理工具。 點(diǎn)擊進(jìn)入我的博客 3.1 JDK命令行工具 showImg(https://segmentfault.com/img/remote/14600000174...
摘要：虛擬機(jī)棧區(qū)也就是通常所說的棧區(qū)，它描述的是方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個方法被執(zhí)行的時(shí)候都創(chuàng)建一個棧幀，用于存儲局部變量表操作數(shù)棧動態(tài)鏈接方法出口等。每個方法被調(diào)用到完成，相當(dāng)于一個棧幀在虛擬機(jī)棧中從入棧到出棧的過程。 大多數(shù)情況下我們對GC的了解都只是淺層含義上的，下面我們來詳細(xì)講解下內(nèi)部的一些實(shí)現(xiàn)原理。講解GC之前，我們得先了解下JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，才能讓我們理解GC導(dǎo)致是干嘛的。 一.J...
摘要：編譯參見深入理解虛擬機(jī)節(jié)走進(jìn)之一自己編譯源碼內(nèi)存模型運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域根據(jù)虛擬機(jī)規(guī)范的規(guī)定，的內(nèi)存包括以下幾個運(yùn)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器是一塊較小的內(nèi)存空間，他可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。 點(diǎn)擊進(jìn)入我的博客 1.1 基礎(chǔ)知識 1.1.1 一些基本概念 JDK（Java Development Kit）：Java語言、Java虛擬機(jī)、Java API類庫JRE（...
摘要：請注意，我們在聊聊單元測試遇到問題多思考多查閱多驗(yàn)證，方能有所得，再勤快點(diǎn)樂于分享，才能寫出好文章。單元測試是指對軟件中的最小可測試單元進(jìn)行檢查和驗(yàn)證。 JAVA容器-自問自答學(xué)HashMap 這次我和大家一起學(xué)習(xí)HashMap，HashMap我們在工作中經(jīng)常會使用，而且面試中也很頻繁會問到，因?yàn)樗锩嫣N(yùn)含著很多知識點(diǎn)，可以很好的考察個人基礎(chǔ)。但一個這么重要的東西，我為什么沒有在一開始...
閱讀 2116·2023-04-25 17:23
閱讀 2925·2021-11-17 09:33
閱讀 2521·2021-08-21 14:09
閱讀 3614·2019-08-30 15:56
閱讀 2614·2019-08-30 15:54
閱讀 1635·2019-08-30 15:53
閱讀 2138·2019-08-29 13:53
閱讀 1154·2019-08-29 12:31
