JVM从入门到基础(二) 一JVM运行机制

一 JVM启动流程

  1. 使用JAVA命令+启动类，启动类中包含Main方法。
  2. 在使用java命令启动类后，首先会进行装载配置。
  3. 在装载配置过程中，会根据当前路径和系统版本，寻找JVM.cfg文件。
  4. 根据配置寻找JVM.dll文件，JVM.dll为JAVA虚拟机的主要实现
  5. 使用获得的dll初始化虚拟机，获得JNIEnv接口（提供大量和JVM交互的方法）
  6. 找到Main方法并运行

如何启动jnlp文件 怎么启动jvm_基本结构

二 JVM基本结构

如何启动jnlp文件 怎么启动jvm_如何启动jnlp文件_02

Class文件通过类加载器子系统将Class文件加载到内存空间。

  • 方法区
  1. 保存装载的类信息
  • 类型的常量池
  • 字段，方法信息
  • 方法字节码
  1. 通常和永久区（Perm）（相对静止相对稳定的数据）关联在一起
  • JAVA 堆
  1. 和程序开发密切相关（New的对象都在堆中）
  2. 应用系统对象都保存在Java堆中
  3. 所有线程共享Java堆（分配一个变量后，所有变量都可以使用）
  4. 对分代GC来说，堆也是分代的
  5. GC的主要工作区间
  • JAVA 栈
  1. 线程私有
  2. 栈由一系列帧组成（因此Java栈也叫做帧栈）
  3. 帧保存一个方法的局部变量、操作数栈、常量池指针
  4. 每一次方法调用创建一个帧，并压栈
  5. JAVA没有寄存器，所有参数传递使用操作数栈
public static int add(int a,int b){
int c=0;
c=a+b;
return c;
}
0: iconst_0 // 0压栈
1: istore_2// 弹出int，存放于局部变量2(即c)
2: iload_0 //把局部变量0压栈
3: iload_1 // 局部变量1压栈
4: iadd //弹出2个变量，求和，结果压栈
5: istore_2//弹出结果，放于局部变量2
6: iload_2 //局部变量2压栈
7: ireturn //返回
  • 栈、堆、方法区交互
public   class  AppMain     
//运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区 
{ 
public   static   void  main(String[] args)  
//main 方法本身放入方法区。 
{ Sample test1 = new  Sample( " 测试1 " );  
//test1是引用，所以放到栈区里， Sample是自定义对象应该放到堆里面 
Sample test2 = new  Sample( " 测试2 " ); 
test1.printName();
test2.printName();
} public   class  Sample       
//运行时, jvm 把appmain的信息都放入方法区 
{ private  name;     
//new Sample实例后， name 引用放入栈区里，  name 对象放入堆里 
public  Sample(String name) { this .name = name; } 
//print方法本身放入 方法区里。
public   void  printName()   
{ 
 System.out.println(name);
} 
}

如何启动jnlp文件 怎么启动jvm_jvm_03

  • PC 寄存器
  1. 每个线程拥有一个PC寄存器
  2. 在线程创建时创建
  3. 指向下一条指令的地址
  4. 执行本地方法时,PC的值为undefined
  • JAVA内存模型
  1. 每一个线程有一个工作内存和主存独立
  2. 工作内存存放主存中变量的值的拷贝
  • 当数据从主内存复制到工作存储时，必须出现两个动作：第一，由主内存执行的读（read）操作；第二，由工作内存执行的相应的load操作；当数据从工作内存拷贝到主内存时，也出现两个操作：第一个，由工作内存执行的存储（store）操作；第二，由主内存执行的相应的写（write）操作。
  • 每一个操作都是原子的，即执行期间不会被中断
  • 对于普通变量，一个线程中更新的值，不能马上反应在其他变量中，如果需要在其他线程中立即可见，需要使用 volatile 关键字（性能比锁好，线程不安全，不能代替锁）。

如何启动jnlp文件 怎么启动jvm_jvm_04

  1. 可见性：一个线程修改了变量，其他线程可以立即知道。保持可见性的方法有以下几种
1. volatile
2. synchronized （unlock之前，写变量值回主存）
3. final(一旦初始化完成，其他线程就可见)
  1. 有序性：–在本线程内，操作都是有序的，–在线程外观察，操作都是无序的。（指令重排 或 主存与工作内存同步延时）。保证有序性的方式，加synchronized 。指令重排的基本原则：
1. 程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性
2. volatile规则：volatile变量的写，先发生于读
3. 锁规则：解锁(unlock)必然发生在随后的加锁(lock)前
4. 传递性：A先于B，B先于C 那么A必然先于C
5. 线程的start方法先于它的每一个动作
6. 线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）
7. 线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码
8. 对象的构造函数执行结束先于finalize()方法