探讨JVM运行机制和执行流程
JVM是什么
- 概述
JVM是Java Virtual Machine的缩写。它是一种基于计算设备的规范,是一台虚拟机,即虚构的计算机。
JVM屏蔽了具体操作系统平台的信息(显然,就像是我们在电脑上开了个虚拟机一样),当然,JVM执行字节码时实际上还是要解释成具体操作平台的机器指令的。
通过JVM,Java实现了平台无关性,Java语言在不同平台运行时不需要重新编译,只需要在该平台上部署JVM就可以了。因而能实现一次编译多处运行。(就像是你的虚拟机也可以在任何安了VMWare的系统上运行)
JDK和JRE
- JRE
Java Runtime Environment,也就是JVM的运行平台,联系平时用的虚拟机,大概可以理解成JRE=虚拟机平台+虚拟机本体(JVM)。类似于你电脑上的VMWare+适用于VMWare的Ubuntu虚拟机。这样我们也就明白了JVM到底是个什么。
- JDK
Java Develop Kit,Java的开发工具包,JDK本体也是Java程序,因此运行依赖于JRE,由于需要保持JDK的独立性与完整性,JDK的安装目录下通常也附有JRE。目前Oracle提供的Windows下的JDK安装工具会同时安装一个正常的JRE和隶属于JDK目录下的JRE。
关于Java
说起Java,人们首先想到的是Java编程语言,然而事实上,Java是一种技术,它由四方面组成:Java编程语言、Java类文件格式、Java虚拟机和Java应用程序接口(Java API)。它们的关系如下图所示:
运行期环境代表着Java平台,开发人员编写Java代码(.java文件),然后将之编译成字节码(.class文件),再然后字节码被装入内存,一旦字节码进入虚拟机,它就会被解释器解释执行,或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。
JVM内部结构与运行机制
- 每个JVM都有两种机制:
①类装载子系统:装载具有适合名称的类或接口
②执行引擎:负责执行包含在已装载的类或接口中的指令
- 每个JVM都包含:
程序计数器(Program Counter),Java堆(Heap),Java虚拟机栈(Stack),本地方法栈(Native Stack),方法区(Method Area)
对于JVM的学习,在我看来这么几个部分最重要:
Java代码编译和执行的整个过程
JVM内存管理及垃圾回收机制
下面分别对这几部分进行说明:
Java代码编译和执行的整个过程
也正如前面所说,Java代码的编译和执行的整个过程大概是:开发人员编写Java代码(.java文件),然后将之编译成字节码(.class文件),再然后字节码被装入内存,一旦字节码进入虚拟机,它就会被解释器解释执行,或者是被即时代码发生器有选择的转换成机器码执行。
- Java代码编译是由Java源码编译器来完成,也就是Java代码到JVM字节码(.class文件)的过程。 流程图如下所示:
- Java字节码的执行是由JVM执行引擎来完成,流程图如下所示:
- Java代码编译和执行的整个过程包含了以下三个重要的机制:
Java源码编译机制
类加载机制
类执行机制
.....更新中
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