Java虚拟机二 虚拟机的基本结构

Java虚拟机的基本结构如图所示

类加载子系统负责从文件系统或网络中加载Class信息，加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类的信息外，方法区中可能还会存放运行是的常量池信息，

包括字符串字面量和数字常量（这部分常量信息是Class文件中常量池部分的内存映射）。

Java堆在虚拟机启动的时候建立，他是Java程序中最主要的内存工作区域。几乎所有的Java对象实例都存放于Java堆中。堆空间是所有的程序共享的。

Java的NIO库允许Java程序使用直接内存。直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存空间。通常访问直接内存的速度会优于Java堆。因此出于性能的考虑，读写

频繁的场合可能会考虑使用直接内存。由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不受Xmx指定的最大堆大小限制，受系统内存限制。

垃圾回收系统是Java虚拟机的重要组成部分，垃圾回收器可以对方法区、Java堆和直接内存进行回收。其中，Java堆是垃圾回收器的工作重点。和C/C++不同，Java中所

有对象空间释放都是隐式的。Java中没有类似free()或者delete()这样的函数释放指定的内存区域。对于不在使用的垃圾对象，垃圾回收系统会默默在后台工作。

每一个Java虚拟机线程都有一个私有的Java栈。一个线程的Java栈在线程创建的时候被创建。Java栈中保存着帧信息，Java栈中保存着局部比变量、方法参数，同时和Java

方法的调用、返回密切相关。

本地方法栈和Java栈非常类似，最大的不同在于Java栈用于Java方法的调用，而本地方法栈则用于本地方法的调用。最为对Java虚拟机的重要扩展，Java虚拟机允许Java直

接调用本地方法（通常使用C编写）。

PC（Programma Counter）寄存器也是每个线程私有的空间，Java虚拟机会为每一个Java线程PC寄存器。在任意时刻，一个Java线程总是在执行一个方法， 这个正在被

执行的方法称为当前方法。如果当前方法不是本地方法，PC寄存器就会指向当前正在被执行的指令。如果当前方法是本地方法，那么PC寄存器的值就是undefined.

执行引擎是Java虚拟机的核心组件之一，它负责执行虚拟机的字节码。现代虚拟机为了提高执行效率，会使用即时编译技术将方法编译成机器码后再执行。