一、Java虚拟机
Java 虚拟机是一台执行Java字节码的虚拟计算机,它拥有独立的运行机制,其运行的Java字节码也未必由Java语言编译而成。
JVM平台的各种语言可以共享Java 虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回器,以及可靠的即时编译器。
Java技术的核心就是Java虚拟机(JVM,Java Virtual Machine),因为所有的Java程序都运行在Java虚拟机内部。
Java 虚拟机就是二进制字节码的运行环境,负责装载字节码到其内部,解释/编译为对应平台上的机器指令执行。
每一条Java指令,Java虚拟机规范中都有详细定义,如怎么取操作数,怎么处理操作数,处理结果放在哪里。
优点:
- 一次编译,到处运行
- 自动内存管理
- 自动垃圾回收功能
二、JVM的位置
计算机硬件上的第一层软件就是操作系统了,而jvm是基于操作系统之上的,他并没有与硬件有直接的交互。 其次,用户可通过Java编译器编译生成字节码文件,让字节码文件在jvm上执行。
三、JVM整体结构
Java虚拟机在运行Java程序 时,把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域,主要包括以下五个部分:方法区(Method Area),Java 堆(heap)、虚拟机栈(JVM Stacks)、本地方法栈(Native Method Stack),程序计数器(Program Counter Register)。
四、JVM的架构模型
Java编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构,另外一种指令集架构则是基于寄存器的指令集架构。具体来说:这两种架构之间的区别:
- 基于栈式架构的特点
- 设计和实现更简单,适用于资源受限的系统
- 避开了寄存器的分配难题:使用零地址指令方式分配。
- 指令流中的指令大部分是零地址指令,其执行过程依赖于操作栈。指令集更小,编译器容易实现。
- 不需要硬件支持,可移植性更好,更好实现跨平台基于寄存器架构的特点
- 基于寄存器架构的特点
- 典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的PC以及Android 的 Davlik虚拟机。
- 指令集架构则完全依赖硬件,可移植性差。
- 性能优秀和执行更高效
- 花费更少的指令去完成一项操作。
- 在大部分情况下,基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主,而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主。
五、JVM基于栈架构的优缺点
由于java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。
- 栈:跨平台性、指令集小(所有指令的集合)、指令多(基于内存的栈架构,需要多条指令完成一个操作);执行性比寄存器差
- 寄存器:指令少,执行快,但是设计复杂。
六、JVM生命周期
- 启动
通过启动类加载器(bootstrap ClassLoader)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.
- 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
- 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。
参考博客:
本章内容主要来自于深入理解JVM(一)一一简介和体系结构