本篇仅仅是JVM的简介,关于更多的JVM细节,请参见
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
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。
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