长沙市北大青鸟学校,java虚拟机 JVM详解 内部原理 (小白必看)

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【java虚拟机 JVM详解 内部原理 (小白必看)】

正文：一.什么是JVM?了解什么是JVM之前先简单说下什么是Java?,啥是Java很难用一句话来概括,我们从四个方面来阐述.        语言:作为世界上最流行的编程语言，Java可以编写C/S、B/S模式的软件。语法由JavaLanguageSpecification规定。        平台:作为一个开发平台，以JVM为基础，除Java外还有Groovy,Scala,Kotlin,JRuby，Clojure，Jython等语言。虚拟机内部机制由JavaVirtualMachineSpecification规定。        文化:作为一种文化，Java几乎成为可“开源”的代名词.        生态:作为生态，Java拥有世界最多的技术拥护者和开源社区的支持。从桌面应用软件、嵌入式开发到企业级应用、后台服务、中间件都可以看到Java的身影.大家学习Java的过程中,相信都会有了解到JDK和JRE这两个东西,我们要讲的JVM就属于JRE当中的.为什么叫做虚拟机呢?(如下图所示:)因为java程序是在java虚拟机中运行,通过JVM来对class文件进行翻译给操作系统执行,官方提供了不同操作系统上的JVM.在这里JVM相当于充当了翻译官的角色,也使java有跨平台这个特性.[C语言、汇编语言等古老的语言不能跨平台],也对应了它的口号“一次编译,到处执行”.二.JVM有什么作用?        JVM由三个主要部件构成:                ①类加载器②运行时数据区③执行引擎(1)类加载器[ClassLoader]:        它负责在运行时查找和装入类文件的类,JVM里有多个类加载器,每个类加载器负责加载特定位置的类.(如下图:)例如    引导类加载器(bootstrap):负责加载jre/lib/rt.jar中的类    扩展类加载器(extclassloader):负责加载jre/lib/ext/*.jar中的类    系统类加载器(appclassloader):负责classspath指定的目录或jar中的类为什么要分成不同的类加载器呢?主要为了安全性,打个比方如果一个有恶意class文件类并且路径伪装下,它要被加载的话首先会通过系统类加载器进行加载,加载器发现此类不符它的加载范围,会给它上一级扩展类加载器,因为每个加载器都有特定的加载范围,到最后这个类都不符合.就算在系统类加载器中加载了,也不会影响到JVM主要的类文件.1(2)运行时数据区[RuntimeDataArea]:        Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它管理的内存划分为若干个不同的数据区域.(如下图:)主要分为五大区域块:    方法区(MethodArea):这是一块公共区域,它存放一些加载后的类信息(有类的版本、字段、方法、接口等描述信息)、常量、静态变量等信息.Java虚拟机规范规定，当方法区无法满足内存分配的需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。    堆区(HeapArea):堆也是被所有线程共享的一块区域，在JVM启动时创建,它存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存,这块区域也是GC(垃圾回收机制)重点清理的区域,当堆中的内存无法分配给示例时,会抛出OutOfMemoryError异常。    虚拟机栈(VMStack):它描述的是Java方法执行的内存模型,当执行一个方法时会创建一个栈帧,栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息,基本变量和对象的引用变量都存放于此.栈中执行顺序是“后入先出(LIFO)”这里打个比方:当一个Main方法调用另A方法,这时会创建两个栈帧先执行的Main方法会最后出这个栈,而A方法执行完后会先出栈,则A方法被销毁.总的来说一个方法的入栈出栈就表示着一个方法从调用到执行完成的过程,栈是线程私有的，它的生命周期与线程相同,Java虚拟机规范对这个区域规定了两种异常情况:    ①如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常    ②如果虚拟机栈可以动态扩展，如果扩展时无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常.（当前大部分JVM都可以动态扩展，只不过JVM规范也允许固定长度的虚拟机栈）    程序计数器(ProgramCounterRegister):首先它是线程私有区域,它存储或说记录当前线程之前执行的任务状态，等线程抢到CPU时间片时，继续未完成的任务.[也称为PC寄存器]    本地方法栈（NativeMethodStack）:用于JNT调用等,.JNI技术，java调用c语言等其它语言开发的函数,本地方法栈中也会抛出StackOverflowError和OutOfMemory异常.该区域不受GC所管制.[运行时数据区图:][方法区示意图:][虚拟机栈图:][栈帧出入示意图:](3)执行引擎[RuntimeDataArea]:(如下图所示)执行引擎将字节码分配给运行时数据区,执行引擎读取字节码并逐段执行.其中图中的本地接口(JNI):JNI会与本地方法库进行交互并提供执行引擎所需的本地库。本地方法库:它是一个执行引擎所需的本地库的集合。下面咱们来看一段代码:publicclassTest1{publicstaticintnum=1;//类变量会存放在方法区中publicvoidmethod1(){/*在这个方法中创建了一个对象,但是会在内存中产生两个相关数据.我们知道等号左边的对象是等号右边的一个引用,左边的引用是存放在此方法栈帧中的,而右边的Test2则是一个实例对象,所以它存放在堆区中.* /Test2test2=newTest2();}}123456789101112相信看到这里大家对JVM有了一个初步的了解,在我们遇到的所有java问题都可以追溯到JVM中.今天的分享就到这里,后续还会继续更新相关内容,感谢大家!————————————————版权声明：本文为CSDN博主