JVM学习笔记：JVM的体系结构与JVM的生命周期

1 JVM在java平台中的位置

1.1 Java平台组成

Java平台主要由Java虚拟机和Java API这两部分组成。参考Oracle官网。

1.2 java平台结构图

JDK1.2开始，迫于Java运行始终笔C++慢的压力，JVM的结构也慢慢发生了一些变化，JVM在某些场景下可以操作一定的硬件平台，一些核心的Java库甚至也可以操作底层的硬件平台，从而大大提升了Java的执行效率。JDK1.2之后的整个java平台如下图所示：

1.3 JVM与JRE、JDK的关系

参照Oracle官网的介绍可知，JVM与JRE、JDK的关系如下：

JVM：负责执行符合规范的Class文件。

JRE：包含JVM与类库。

JDK：包含JRE与一些开发工具，如javac、javap等。

1.4 java虚拟机在整个程序流程中的位置

2 JVM的体系结构

2.1 什么是虚拟机

模拟执行某种指令集体系绌构的软件。有多种分类，比如进程虚拟机（高级语言虚拟机），系统虚拟机，协设计虚拟机。

2.2什么是Java虚拟机

（1）有多层含义：

一套规范：Java虚拟机规范，定义概念上Java虚拟机的行为表现。
一种实现：例如HotSpot、J9、JRockit。需要实现JVM规范，但具体实现方式不需要与“概念中”的JVM一样。
一个运行中的实例：某个JVM实现的某次运行的实例。

（2）只要输入符合规范的Class文件即可执行。

（3）并非一定要执行“Java”程序，可以支持其他语言，比如Groovy，Jython等。

2.3 概念中JVM体系结构

2.4 JVM的内部体系结构分为三部分

（1）类装载器（ClassLoader）子系统

作用：用来装载.class文件。

（2）执行引擎

作用：执行字节码，或者执行本地方法。

（3）运行时数据区

方法区，堆，java栈，PC寄存器，本地方法栈。

3 JVM的生命周期

3.1 两个概念：JVM实例和JVM执行引擎实例

（1）JVM实例对应了一个独立运行的java程序，它是进程级别。

（2）JVM执行引擎实例则对应了属于用户运行程序的线程，它是线程级别的。

3.2 JVM的生命周期

（1）JVM实例的诞生

当启动一个Java程序时，一个JVM实例就产生了，任何一个拥有public static void main(String[] args)函数的class都可以作为JVM实例运行的起点。

（2）JVM实例的运行

main()作为该程序初始线程的起点，任何其他线程均由该线程启动。

JVM内部有两种线程：守护线程和非守护线程，main()属于非守护线程，守护线程通常由JVM自己使用，java程序也可以标明自己创建的线程是守护线程。

（3）JVM实例的消亡

当程序中的所有非守护线程都终止时，JVM才退出；若安全管理器允许，程序也可以使用Runtime类或者System.exit()来退出。

4 Class文件

4.1 Class文件所记录的信息

（1）结构信息

Class文件格式版本号
各部分的数量与大小

（2）元数据

类/ 继承的超类/ 实现的接口的声明信息
域与方法声明信息
常量池
用户自定义的、RetentionPolicy为CLASS或RUNTIME的注解
——对应Java源代码中“声明”与“常量”对应的信息

（3）方法信息

字节码
异常处理器表
操作数栈与局部变量区大小
操作数栈的类型记录（StackMapTable，Java 6开始）
调试用符号信息（如LineNumberTable、LocalVariableTable）
——对应Java源代码中“语句“与“表达式”对应的信息

4.2 class文件不只是字节码

字节码只代表程序逻辑，只是Class文件众多组成部分其中之一。

参考资料

莫枢JVM技术分享PPT。

淘宝应届生培训 JVM工作原理PPT。

http://yhjhappy234.blog.163.com/blog/static/3163283220122204355694/