Java虚拟机(一)—— 虚拟机原理

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先来看下面这一段代码:

public class APP {
    public int add() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a+b)*3;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        APP app1 = new APP();
        System.out.println(app1.add());
        APP app2 = new APP();
        System.out.println(app2.add());
    }
}

代码的大体执行过程

JDK、JRE、JVM的区别和联系

代码的大体执行过程如下:
在这里插入图片描述
从.java源文件编译生成.class字节码文件的过程如下:
在这里插入图片描述

代码在JVM里面的详细执行过程

在JVM内部就这个样子的:
在这里插入图片描述

类装载子系统

然后,先说说类装载子系统
在这里插入图片描述

类加载器详解

class文件的加载过程详细的可以看我的另一篇博客,类加载器

运行时数据区

然后是运行时数据区(内存模型)的:
在这里插入图片描述

运行时数据区详解

从上面的运行时数据区(内存模型)的模型图我们可以看到,堆和方法区是线程之间共享的(会发生并发安全的地方),而虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有的(也就是每个线程都已自己的虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器),下面是关于内存模型中各个部分的介绍:

  • 程序计数器(线程私有):就是一个指针,指向方法区中的方法字节码(用来存储下一条指令的地址,也就是马上要执行的指令的地址),有执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的空间,几乎可以忽略不计;
  • 方法区(线程共享):类的所有字段和方法字节码,以及一些特殊方法如:构造函数,接口代码也在此定义,简单说,所有定义的方法的信息都保存在该区域,静态变量+常量+类信息(构造方法/接口定义)+运行时常量池都存在方法区中
  • 虚拟机栈(线程私有):Java线程执行方法的内存模型,一个线程对应一个栈,每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧(用于存储局部变量表,操作数栈,动态链接,方法出口等信息),不存在垃圾回收等问题,只要线程一结束就释放,生命周期和线程一致;
  • 本地方法栈(线程私有):就是存放哪些native方法的;
  • 堆(线程共享):很大的一块空间,用于存放对象实例,垃圾回收主要发生的地方;

栈帧中的组成部分介绍:

  • 局部变量表:可以这么理解,局部变量表里面存放的是一个一个的小容器,用来存放数据的,比如我们开头那段代码中的a = 1, b = 2,在虚拟机里面不可能真给你弄出一个a、b来存放1和2,于是就用局部变量表中的这些小容器来存放,比如容器1存放1,容器2存放2,容器3存放他们的计算结果300……,当然,除了能存放基本的数据类型以外,还可以存放引用类型的对象指针;
  • 操作数栈:每次要进行操作时(相加、相减、乘除等等),先把相关的数都放到操作数栈里面,让后继续相关的操作,并将操作的结果放到局部变量表中去;
  • 动态链接:比如上面那个main方法运行到第二行就要进入到add()方法中去了,就是在运行的时候将符号引用转化为直接引用;
  • 方法出口:比如上面的代码,add()方法运行完之后,还要将结果返回给main方法的,这个主要指的是return一类的;

在这里插入图片描述

执行引擎

最后是执行引擎:
在这里插入图片描述

至于堆的组成部分和垃圾回收在下一篇垃圾回收中在介绍吧!

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