JVM-导学

原创已于 2024-01-31 10:03:40 修改 · 87 阅读

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于 2023-07-27 15:38:39 首次发布

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java虚拟机是Java程序的运行环境，实现了JAVA的跨平台。

Java Virtual Machine，java虚拟机是Java程序的运行环境。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。

JDK包含了JRE，JRE中包含了JVM。

JVM是Java程序的运行时解释器，对编译好的class文件进行逐行解释执行。JVM从软件层面屏蔽了底层硬件、指令层面的细节让他兼容各种系统，实现了开发者编写同一份Java源码、通过JVM可以到处运行。

就像人在熟悉了周围环境后，才知道怎样生存、生存的更好。程序也是如此，掌握了Java程序的运行环境、工作原理，才知道如何编写出优雅的、性能更好的代码。

主要由3部分组成：

内存模型（运行时数据区）：

线程共享，存放对象实例和数组（有些情况对象实例不放入堆中），垃圾回收的主要区域。

线程共享，方法区是虚拟机规范中的一个抽象概念，有不同实现，1.8版本前的实现叫“永久代（Permanent Generation）”，1.8版本后的实现叫“元空间（Metaspace）”，存储已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。

线程私有，保存方法的局部变量、部分结果，并参与方法的调用和返回。
每个方法被执行的时候都会创建一个”栈帧”，用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。
每个方法被调用到执行完的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

线程私有，与Java虚拟机栈类似，只不过Java虚拟机栈存储的是Java方法，本地方法栈存储的是Native方法。

线程私有，记录正在执行的JVM字节码指令的地址，计数器保证切换线程后能恢复到正确的执行位置，所以每个线程都会有一个独立的程序计数器。
占用的内存空间很少，也是唯一一个在JVM规范中没有规定任何OutOfMemoryError（内存不足错误）的区域。

JVM可以分为三个阶段：

启动阶段：
- JVM的启动从执行Java应用程序的入口点开始。在此阶段，JVM会进行一系列的初始化操作。
- 初始化操作包括：加载系统属性配置、识别JDK版本、设置运行时环境等。
- 启动过程中，JVM会创建主线程，并调用Java应用程序的main()方法作为程序的入口。
运行阶段：
- 在运行阶段，JVM会解释和执行Java字节码，实现应用程序的功能。
- 首先，JVM将编译后的Java字节码加载到内存中，并进行类的解析和校验。
- 然后，JVM通过解释器（Interpreter）将字节码转换为机器代码，并执行程序的逻辑。
终止阶段：
- JVM的终止阶段是指JVM的退出过程，可以由多种方式触发。
- 触发条件包括：程序执行完成、显示调用System.exit()方法、遇到无法恢复的错误等。
- 在终止阶段，JVM会进行一些清理工作，如关闭打开的文件、释放系统资源等。