jvm学习笔记 - 上篇（1）jvm与java体系结构

Java技术的核心就是Java虚拟机（JVM，Java Virtual Machine）

JVM：跨语言的平台

• 很多语言都可以通过各自的编译器，编译出来的字节码文件遵循java虚拟机的规范就可以在java虚拟机解释运行。

  （java虚拟机并不要求必须是java语言写的，只关心字节码文件符不符合规范）

Java不是最强大的语言，但是JVM是最强大的虚拟机

虚拟机：

• 所谓虚拟机，就是一台虚拟的计算机。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。
• 无论是系统虚拟机还是程序员虚拟机，在上面运行的软件都被限制于虚拟机提供的资源中。
  
  

Java虚拟机：

• Java虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制，其运行的Java字节码也未必由Java序言编译而成。
• JVM平台的各种语言可以共享Java虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回收器，以及可靠的及时编译器。
• Java技术的核心就是Java虚拟机（JVM，Java Virtual Machine），因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。
• 作用：

  Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释/编译为对应平台上的机器指令执行。每一条Java指令，Java虚拟机规范中都有详细定义，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪里。

• 特点

  1. 一次编译，到处运行
  2. 自动内存管理
  3. 自动垃圾回收功能

JVM的整体架构

Java代码的执行流程

JVM的架构模型：
      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。

两种架构之间的区别：

• 基于栈是架构的特点

1. 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统
2. 避开了寄存器的分配难题：使用零地址指令方式分配
3. 指令流中的指令大部分是零地址指令，其执行过程依赖于操作栈。指令集更小，编译器容易实现。
4. 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台

• 基于寄存器交的特点

1. 典型的应用是x86的二进制指令集：比如传统的PC
2. 指令集架构则完全依赖于硬件，可移植性差
3. 性能优秀和执行更高效
4. 花费更少的指令去完成一项操作
5. 在大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主，而基于栈失架构的指令集却是以领地址指令为主。

总结：

由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台CPU架构不同，所以不能设计为基于寄存器的。
栈–优点是：
    跨平台性、指令集小、编译器容易实现。
缺点是：
    性能下降，实现同样的功能㤇更多的指令。

JVM的生命周期：

• 虚拟机的启动

Java虚拟机的启动时通过引导类加载器（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。

• 虚拟机的执行

1. 一个运行中的Java虚拟机有着一个清晰的任务：执行Java程序。
2. 程序开始执行时他才运行，程序结束时他就停止。
3. 执行一个所谓的Java程序的时候，真真正正在执行的是一个叫做Java虚拟机的进程。

• 虚拟机的推出 （有如下几种情况）

1. 程序正常执行结束
2. 程序在执行过程中遇到了异常或错误而异常终止
3. 由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机进程终止
4. 某线程调用Runtime类或System类的exit方法，或Runtime类的halt方法，并且Java安全管理器也允许这次exit或halt操作
5. 除此之外，JNI 规范描述了用JNI API 来加载或卸载 Java虚拟机时，Java虚拟机的推出情况。