JVM架构

1 JVM的内存模型

1.1 堆空间

每个jvm都有一个堆，所有的对象都放在这里。

1.2 java栈空间

每个线程都有一个java栈，所有的java栈都放在这里。

1.3 本地方法栈

每个线程都有一个本地方法栈。

1.4 pc寄存器

每个线程都有一个pc寄存器。

1.5 方法存储区

每个jvm只有一个方法存储区，方法名、类的全路径名等。

1.6 类的静态变量是存放在堆空间中的

类的静态变量是存放在该类的class对象中，而class对象是存放在堆中的。

1.7 字符串常量池

jvm单独维护了一个常量池，用来存放所有的字符串常量，它本质上是一个hash table，大小固定。

jdk6的时候，该字符串常量池是存放在方法区中的，jdk7的时候，该字符串常量池存放在堆中。

如果一个java程序字符串太多，会导致hash table中的冲突过多，导致访问变慢，影响性能。

2 JVM的类加载器

2.1 JVM类加载器的构成

JVM有三个类加载器：

引导类加载器，负载加载核心类，即在JAVA_HOME/jre/lib下的类。

扩展类加载器，负责加载扩展类，即在JAVA_HOME/jre/lib/ext下的类。

应用类加载器，负责加载应用程序自身的类。

2.2 JVM类加载器的工作过程

jvm的类加载器是分等级的，引导类加载器的等级最高，地位最高，扩展类加载器次之，应用类加载器最低。

加载一个类的时候，地位低的加载器先请求地位高的加载器先加载，只有地位高的不能加载时，才由地位低的类加载器加载。

这样就保证了核心类的地位。

2.3 JVM类加载器工作的结果

第一步，加载

加载.class文件，生成二进制数据，并且保存在方法存储区。

第二步，链接

链接的时候要做的有三件事情，核实类的正确性、为类的变量分配存储空间并且赋值为默认值、符号解析。所谓的符号解析就是通过搜索方法存储区，将symbol换成引用。这样就完成了多个.class文件之间的链接。

第三步，初始化

对方法区中的类的静态变量赋值。

3 JVM的执行引擎

3.1 每个线程都是JVM执行引擎的一个实例

这样的话，各个线程之间都是独立的，互不影响。最直观的对JVM执行引擎的理解：芯片中如果直接支持bytecode的话，执行引擎就是线程本身了。

3.2 引擎工作的过程

3.2.1 解释器

bytecode由opcode和oprand构成，它根据bytecode指令取oprand，然后根据opcode执行相应的操作，具体执行的时候肯定是翻译成本地的二进制指令来执行的。

3.2.2 just in time compiler

将经常调用的方法事先编译成本地的二进制指令，下次再碰到直接调用即可。

3.2.3 芯片级别支持bytecode

直接执行bytecode，bytecode指令就是本地指令。

4 类加载器和执行引擎的关系

类加载器已经生成了java应用程序的所有的bytecode，执行引擎就按照bytecode的顺序解释执行即可。