JVM虚拟机

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JVM虚拟机

文章目录


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整体结构

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Java代码的执行流程

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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

基于栈的指令集架构

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基于寄存器的指令集架构

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栈：跨平台性、指令集小、指令多、执行性能比寄存器差

生命周期

启动

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运行

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结束

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类加载子系统

内存结构概述

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类加载器

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类加载过程

加载（loadiing）——连接（linking）——初始化（initialization）

加载

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连接

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初始化

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在初始化之前，所有的类中的变量被赋值为0（除final修饰之外），初始化时才会对变量进行赋值

任何一个类声明以后，内部至少存在一个类构造器

分类

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引导类加载器（Bootstrap）

Java的核心类库都是由引导类加载器加载的

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扩展类加载器（Extension）

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系统类加载器（System）

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自定义类加载器

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方法

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ClassLoader

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类加载机制

双亲委派机制

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优势

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沙箱安全机制

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其他

类的主动使用与被动使用

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运行是数据区及线程

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PC寄存器

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举例

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经典面试题

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虚拟机栈（由栈帧组成）

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优点

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栈常见异常

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设置栈内存大小

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栈深入理解
栈存储什么

方法与栈帧一一对应。

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运行原理

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方法结束方式：1.以return方式结束 2.以未捕获处理异常的方式结束

（重点）栈帧组成——局部变量表+方法返回地址+操作数栈+动态链接

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局部变量表结构（Local varivables）

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局部变量与成员对象

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所有方法在编译以后就确定了局部变量表的长度

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slot理解——局部变量表的最基本单位

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局部变量的值根据开始索引访问

long和double类型的变量需要占用两个存储的slot，所以这两个类型变量的访存按照第一个索引为准。

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slot的重复使用

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静态变量与局部变量对比

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类变量：linking的prepare阶段，类变量默认赋值，initial阶段给类变量赋值即静态代码块赋值

实例变量：随着对象的创建会在堆空间中分配实例变量空间，并进行默认赋值

局部变量：必须进行显式赋值，否则编译无法通过

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操作数栈

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代码追踪操作数栈操作

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栈顶缓存技术

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动态连接（指向运行时常量池的动态引用）

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字节码文件中存在一个常量池，用于存储所有的变量和方法的符号化信息，动态链接用于对常量池中方法的符号信息进行引用。

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综合理解

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方法调用理解

将方法的符号引用转换为调用方法的直接引用与方法的绑定机制

绑定：一个字段、方法或者类再符号引用被替换为直接引用的过程。

静态绑定（编译期间确定）

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动态绑定（运行期间确定）

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虚方法与非虚方法

非虚方法：如果方法在编译期间就确定了具体的调用版本，这个版本在运行时是不可变的

静态方法、私有方法、final方法、实例构造器、父类方法

虚方法：只能在运行时确定调用的方法

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方法重写的本质

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虚方法表

用于存放动态链接过程中的方法的实际入口，减少动态链接的次数，提高性能

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方法返回地址

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用于存放抛出寄存器的值，在方法退出后返回到该方法被调用的位置，继续调用该方法的指令的下一条指令的地址

用于将出栈栈帧的内容传递给下一个栈帧，即将栈帧额呢绒传递给下一个调用者

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当方法正常返回时：

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异常退出：

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垃圾回收不会影响到虚拟机栈空间

本地方法栈

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（重点）堆——线程共享

核心概述

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进程（jvm实例，即一个jvm虚拟机对应一个进程）唯一！！！！！！！！

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内存结构细分

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堆空间大小设置

主要是设置年轻代和老年代的内存大小

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开发中建议将初始堆内存与最大对内存设置为同样的值，为了防止扩容

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OOM报错

超出堆内存

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新生代与老年代中相关参数设置

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对象分配一般过程

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对象分配特殊情况

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Minor GC Major GC Full GC对比

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Minor GC

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Major GC

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Full GC

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总结内存分配策略

  1. 如果对象在Eden出生并经过一次Minor GC之后仍然存活，并且能被Survivor容纳的话，被移动到Survivor空间中，并将对象年龄设置为1，对象在Survivor区中每经过一次Minor GC，年龄就会增加1，当它的年龄增加到一定程度（默认为15），就会被晋升到老年代。

  2. 对象晋升老年代的年龄阈值，可以通过 -XX:MaxTenuringThreshold来设置

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TLAB

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对象存储流程完善

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堆空间常用参数设置

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

（重点）方法区（元空间）——线程共享

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概述

方法区是独立于堆的一块存储空间

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设置方法区大小

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解决OOM

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内部结构

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类型信息

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域信息

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方法信息

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全局常量 （static+final修饰）

每个全局常量在声明时就被分配完毕

class文件中常量池的理解

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运行时常量池

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静态变量和StringTable（存放在堆中）

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垃圾回收行为

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运行时数据区总结

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对象实例化的方式

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对象创建的步骤

对象内存布局

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对象访问定位

直接指针

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句柄访问

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直接内存

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IONIO
byte[] char[]Buffer
StreamChannel

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直接内存大小设置

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执行引擎

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概述

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程序的编译与解释

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解释器

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JIT编译器

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image-20231103204517286

解释器和JIT的选择

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程序执行过程

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HotSpot设置模式

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JIT编译策略

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本地方法接口与本地方法库

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垃圾回收

概述

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早期垃圾回收

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Java自动内存管理

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垃圾回收算法

标记阶段——引用计数算法

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例如：循环链表，当节点的指针域指向自身时，其他对象没有引用改链表节点，但不会被回收

标记阶段——可达性分析算法

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补充GCRoots

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对象的finalization机制

垃圾回收之前的自定义处理机制

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对象标记

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清除阶段——清除算法

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清除阶段——复制算法

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指针域指向自身时，其他对象没有引用改链表节点，但不会被回收

标记阶段——可达性分析算法

[外链图片转存中…(img-UlF0zBDZ-1729329852421)]

[外链图片转存中…(img-DiaeT0a9-1729329852422)]

[外链图片转存中…(img-eDUlewev-1729329852422)]

补充GCRoots

[外链图片转存中…(img-YlokvRcE-1729329852422)]

[外链图片转存中…(img-2pEFSZAT-1729329852422)]

对象的finalization机制

垃圾回收之前的自定义处理机制

[外链图片转存中…(img-5AQsbXqA-1729329852423)]

[外链图片转存中…(img-GSqFY5vJ-1729329852423)]

[外链图片转存中…(img-gzMcnP1Z-1729329852423)]

对象标记

[外链图片转存中…(img-FunDcRTZ-1729329852423)]

清除阶段——清除算法

[外链图片转存中…(img-lW4sT6FQ-1729329852423)]

[外链图片转存中…(img-zeDhPvYn-1729329852424)]

清除阶段——复制算法

[外链图片转存中…(img-CHiA3Ykm-1729329852424)]

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