java虚拟机(JVM)

什么是JVM?

JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。(摘自百度百科)

简单地理解就是翻译人员。

字节码文件(.class文件)是经过编译器预处理过的一种文件,是JAVA的执行文件存在形式,它本身是二进制文件,但是不可以被系统直接执行,而是需要JVM解释执行。

JVM的作用?

实现JAVA语言的跨平台。

需要注意什么?

只有JVM还不能完成class的执行,因为在解释class的时候jvm需要调用解释所需要的的类库lib,即jre中的lib类库,单独的jvm没有任何作用。

jvm屏蔽与具体操作系统平台的相关信息,使得java程序只需生成在java虚拟机以上运行的目标代码,就可以在多平台上不加修饰的运行。

jvm的运行原理

java虚拟机(JVM)

注:JIT是jvm虚拟机的三种引擎之一。

        作用是第一次执行的字节码会编译成本地的机器代码,被缓存在系统中,以后可以随时调用。

jvm包括(控制Java代码解释执行和具体实现的五种规格):        

JVM执行程序的过程 :

I.加载.class文件

II.管理并分配内存

III.执行垃圾收集

JRE(java运行时环境)包含JVM的java程序的运行环境 。

JVM是Java程序运行的容器,但是他同时也是操作系统的一个进程,因此他也有他自己的运行的生命周期,也有自己的代码和数据空间。

JVM在整个jdk中处于最底层,负责与操作系统的交互,用来屏蔽操作系统环境,提供一个完整的Java运行环境,因此也叫虚拟计算机.操作系统装入JVM是通过jdk中Java.exe来完成,通过下面4步来完成JVM环境。

1.创建JVM装载环境和配置

2.装载JVM.dll

3.初始化JVM.dll并挂接到JNIENV(JNI调用接口)实例

4.调用JNIEnv实例装载并处理class类

JVM寄存器:可以从中得到更多的信息而不必对栈或内存进行访问

jvm常用的寄存器:

pc程序计数器

optop操作数栈顶指针

frame当前执行环境指针

vars指向当前执行环境中第一个局部变量指针

所有寄存器均为32位。pc用于记录程序的执行。optop,frame和vars用于记录指向Java栈区的指针。

JVM 栈结构:作为基于栈结构的计算机,Java栈是JVM存储信息的主要方法。

当JVM得到一个Java字节码应用程序后,便为该代码中一个类的每一个方法创建一个栈框架,以保存该方法的状态信息。每个栈框架包括以下三类信息:

局部变量

执行环境

操作数

局部变量用于存储一个类的方法中所用到的局部变量。vars寄存器指向该变量表中的第一个局部变量。

执行环境用于保存解释器对Java字节码进行解释过程中所需的信息。它们是:上次调用的方法、局部变量指针和操作数栈的栈顶和栈底指针。执行环境是一个执行一个方法的控制中心。例如:如果解释器要执行iadd(整数加法),首先要从frame寄存器中找到当前执行环境,而后便从执行环境中找到操作数栈,从栈顶弹出两个整数进行加法运算,最后将结果压入栈顶。

操作数栈用于存储运算所需操作数及运算的结果。

JVM 碎片回收堆

Java类的实例所需的存储空间是在堆上分配的。解释器具体承担为类实例分配空间的工作。解释器在为一个实例分配完存储空间后,便开始记录对该实例所占用的内存区域的使用。一旦对象使用完毕,便将其回收到堆中。在Java语言中,除了new语句外没有其他方法为一对象申请和释放内存。对内存进行释放和回收的工作是由Java运行系统承担的。这允许Java运行系统的设计者自己决定碎片回收的方法。在SUN公司开发的Java解释器和Hot Java环境中,碎片回收用后台线程的方式来执行。这不但为运行系统提供了良好的性能,而且使程序设计人员摆脱了自己控制内存使用的风险。

JVM 存储区

JVM有两类存储区:常量缓冲池和方法区。常量缓冲池用于存储类名称、方法和字段名称以及串常量。方法区则用于存储Java方法的字节码

JRE和JVM的区别

JRE(JavaRuntimeEnvironment,Java运行环境),也就是Java平台。所有的Java程序都要在JRE下才能运行。JDK的工具也是Java程序,也需要JRE才能运行。为了保持JDK的独立性和完整性,在JDK的安装过程中,JRE也是安装的一部分。所以,在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录,用于存放JRE文件。

JVM(JavaVirtualMachine,Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关,实现跨平台