JVM虚拟机概述

JVM虚拟机概述

一、JVM是什么？

JVM全称是 Java Virtual Machine ，中文译名 Java虚拟机 , 是一个运行在计算机上的程序，他的职责是运行Java字节码文件

二、JVM的功能

• 1、解释和运行

  • 对字节码文件中的指令，实时的解释成机器码，让计算机执行

• 2、内存管理

  • 自动为对象、方法等分配内存
  • 自动的垃圾回收机制 (GC) , 回收不再使用的对象

• 3、即时编译

  • 对热点代码进行优化，提升执行效率

三、JVM的组成

JVM 大致可以划分为三个部分，分别是类加载器（Class Loader）、运行时数据区（Runtime Data Areas）和执行引擎（Excution Engine）

类加载器

类加载器用来加载类文件，也就是 .class 文件，主要负责将字节码文件加载到内存中，主要会经历加载->连接->实例化这三个阶段

运行时数据区

JVM 定义了 Java 程序运行期间需要使用到的内存区域，简单来说，这块内存区域存放了字节码信息以及程序执行过程的数据，垃圾收集器也会针对运行时数据区进行对象回收的工作。

执行引擎

执行引擎的任务就是将字节码指令解释/编译为对应平台上的本地机器指令才可以。简单来说，JVM 中的执行引擎充当了将高级语言翻译为机器语言的译者。

• 解释器：读取字节码，然后执行指令。因为它是一行一行地解释和执行指令，所以它可以很快地解释字节码，但是执行起来会比较慢（毕竟要一行执行完再执行下一行）。
• 即时编译器：执行引擎首先按照解释执行的方式来执行，随着时间推移，即时编译器会选择性的把一些热点代码编译成本地代码。执行本地代码比一条一条进行解释执行的速度快很多，因为本地代码是保存在缓存里的。
• 垃圾回收器：用来回收堆内存中的垃圾对象。

四、虚拟机内存

JVM内存一般指的就是运行时数据区，通常包括：方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈以及程序计数器五个部分。不过，运行时数据区的划分也随着JDK的发展不断变迁，JDK 1.6、JDK 1.7、JDK 1.8 的内存划分都会有所不同。

程序计数器

程序计数器（Program Counter Register）也叫PC寄存器，每个线程会通过程序计数器记录当前要执行的的字节码指令的地址

虚拟机栈

Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stack）采用栈的数据结构来管理方法调用中的基本数据，先 进后出（First In Last Out）,每一个方法的调用使用一个栈帧（Stack Frame）来保存

本地方法区

堆

方法区

• 方法区是存放基础信息的位置，线程共享，主要包含三部分内容：

  • 类的元信息：保存了所有类的基本信息（成员变量，方法等）
  • 运行时常量池：保存了字节码文件中的常量池内容
  • 字符串常量池：保存了字符串常量

• 方法区是《Java虚拟机规范》中设计的虚拟概念，每款Java虚拟机在实现上都各不相同。Hotspot设计如下：

  • JDK7及之前的版本将方法区存放在堆区域中的永久代空间，堆的大小由虚拟机参数来控制。
  • JDK8及之后的版本将方法区存放在元空间中，元空间位于操作系统维护的直接内存中，默认情况下只要不 超过操作系统承受的上限，可以一直分配。