本篇仅仅是JVM的简介,关于更多的JVM细节,请参见本专题JVM

计算机系统当中的JVM

  • JVM是运行在操作系统之上的,并没有和硬件有直接的交互
  • Java代码一次编译,到处运行

HotSpot虚拟机结构概览

  • 方法区和堆区是所有线程共享的内存区域;
  • 而java栈、本地方法栈和程序计数器是运行是线程私有的内存区域。
  • Java栈又叫做jvm虚拟机栈。
  • 方法区(永久代)在jdk8中又叫做元空间Metaspace

    • 方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器(JIT编译器,英文写作Just-In-Time Compiler)编译后的代码等数据。
    • 虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来。
  • java代码大致执行流程:java源程序--编译javac-->字节码文件.class-->类装载子系统生成反射类(存入方法区)--->运行时数据区(五大块儿)--->执行引擎-->解释执行+编译执行(JIT)-->操作系统(Win,Linux,Mac JVM)

栈的指令集架构和寄存器的指令集架构

由于跨平台的设计,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

二者区别:

栈:跨平台性、指令集小、指令多;执行性比寄存器差
寄存器:指令少

一些简单查看命令:

//查看指令集命令代码
cd out/production/类根目录 //反编译
javap -v StackStruTest.class //打印程序执行的进程
jps

Hotspot中方法区的变动:

关于方法区的结构,在过去的版本jdk1.6/1.7/1.8当中均有变动,故在此提前声明:

  • jdk1.6及之前:有永久代(permanent generation) ,静态变量、字符串常量池存放在 永久代上。
  • jdk1.7:有永久代,但已经逐步“去永久代”,字符串常量池、静态变量移除,保存在堆中。注意:
  • jdk1.8及之后: 无永久代,类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间,但字符串常量池、静态变量仍留在堆空间.

注意:

jdk1.8及之后: 无永久代,类型信息、字段、方法、常量保存在本地内存的元空间。

但字符串常量池、静态变量仍留在堆空间。

除此之外,元空间(或称方法区),不再使用虚拟机内存,而是使用本地内存。

参见:  关于类加载子系统详述

参见:   关于程序计数器详述

参见   关于Java虚拟机栈的详述

参见:  关于本地方法接口详述

参见:  关于本地方法栈详述

参见:  关于方法区的详述

参见:   关于堆区的详述

参见:  关于执行引擎的详述

关于更多JVM细节,请参见本专题JVM

jvm生命周期

1.启动

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.

2.执行

  • 一个运行中的java虚拟机有着一个清晰的任务:执行Java程序;
  • 程序开始执行的时候他才运行,程序结束时他就停止;
  • 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。

3.退出

  • 程序正常执行结束
  • 程序异常或错误而异常终止
  • 操作系统错误导致终止
  • 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
  • 除此之外,JNI规范描述了用JNI Invocation API来加载或卸载Java虚拟机时,Java虚拟机的退出情况

补充:古今JVM

  • SUN Classic
  • Exact VM
  • HotSpot VM :HotSpot指热点代码探测技术
  • BEA JRockit:(BEA 已被Oracle收购) 专注于服务端应用,世界最快的jvm之一
  • IBM J9
  • Taobao JVM: 目前已经在淘宝、天猫上线,替换了Oracle官方JVM;
  • Graal VM: Oracle 2018年4月公开,口号 Run Programs Faster Anywhere.最可能替代HotSpot的产品

Android虚拟机 DVM

  • 谷歌开发,基于Android,在2.2中提供了JIT
  • 只能称作虚拟机 不能称为java虚拟机,他没有遵循Java虚拟机规范
  • 基于寄存器架构,效率高,但是跟硬件耦合度比较高
  • 不能直接执行class文件,执行的是dex文件
  • 5.0使用支持提前编译的ART VM替换Dalvik VM

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