Java虚拟机（一）：JVM的运行机制

一、JVM启动流程

1. 通过java +xxx（或javaw）启动java虚拟机
2. 装载配置，会在当前路径中寻找jvm的config配置文件。
3. 根据查找jvm.dll文件。这个文件就是java虚拟机的主要实现。
4. 使用这个dll，初始化jvm虚拟机。获得相关的接口。
5. 找到main方法开始运行。

上面这个过程的描述虽然比较简单，但是jvm的启动流程基本都已经涵盖在里面了。

二、jvm的基本结构

类加载器子系统就是通常我们所说的ClassLoader类加载器，首先我们会通过ClassLoader加载到jvm的内存中去，本地方法区主要就是native的方法调用

pc寄存器

• pc寄存器是线程私有的，在线程创建时创建。
• 执行非native方法时，pc寄存器的值是当前需要执行指令的地址；执行native方法时，pc寄存器的值是undefined。
• pc寄存器不会发生内存溢出，因为其存储的数据和所占空间大小不会随程序的执行而发生改变。

方法区

• 线程共享
• 保存已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
• 在JVM规范中，没有强制要求方法区必须实现垃圾回收。很多人习惯将方法区称为“永久代”，是因为HotSpot虚拟机以永久代来实现方法区，从而JVM的垃圾收集器可以像管理堆区一样管理这部分区域，从而不需要专门为这部分设计垃圾回收机制。不过自从JDK7之后，Hotspot虚拟机便将运行时常量池从永久代移除了。

java堆

• 所有线程都共享java堆
• 存储new出来的对象，以及数据（引用存放在Java栈中）
• 垃圾回收器管理的主要区域

java栈

• 线程私有
• 栈是由一系列栈帧组成，每个栈帧对应一个被调用的方法。栈帧中保存一个方法的局部变量表、操作数栈、执行运行时常量池的引用和一些额外的附加信息。
• 每一次方法调用都会创建一个新的栈帧，并压栈；当方法执行完毕之后，便会将栈帧出栈。由此可知，线程当前执行的方法所对应的栈帧必定位于Java栈的顶部，以及使用递归方法的时候容易导致栈内存溢出的现象。
• 栈上分配：对于小对象（一般几十个bytes），在没有逃逸的情况下，可以直接分配在栈上（直接分配在栈上，可以自动回收，减轻GC压力）；大对象或者逃逸对象无法栈上分配

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栈帧中数据的说明：

局部变量表：

• 存储方法中的局部变量（包括方法中的非静态变量以及函数形参）
• 对于基本数据类型的变量，直接存储它的值；对于引用类型的变量，则存储对象的地址。
• 局部变量表的大小在编译时就确定了，因此在程序执行期间其大小是不会改变的。

操作数栈：

• 程序中的所有计算过程都是在借助于操作数栈来完成的。
• 栈最典型的一个应用就是用来对表达式求值。

指向运行时常量池的引用：

　　指向在方法执行的过程中使用的常量。
方法返回地址：

　　当一个方法执行完毕之后，要返回之前调用它的地方，因此在栈帧中必须保存一个方法返回地址。

三、内存模型

 

下图为多个线程执行的过程：