1.JVM相当于Java的操作系统
(1)JVM(java virtual machine) 即Java虚拟机,是运行java class文件的程序
<1>Java代码经过Java编译器编译,会编译成class文件,一种平台无关的代码格式
命令:javac xxx.java编译为xxx.class文件
javap -c xxx可以查看xxx.java的编译信息
<2>class文件按照JVM规范,包括了java代码运行所需的元数据和代码等内容
<3>JVM加载class文件后,就可以执行java代码了
(2)JVM有不同的实现,有Hotspot虚拟机,JRockit,IBM等
<1>在各个操作系统上(Windows,Linux),又会有各自的虚拟机实现
<2>从而形成了Java代码 > class文件 > JVM规范 > JVM实现的层次
<3>scala、groovy也能生成class文件,这样不仅实现了平台无关性,也实现了语言无关性
2.java运行时数据区
(1)JVM在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域
<1>这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁的时间
<2>有的区域随着虚拟机进程的启动而存在
<3>有些区域则是依赖用户线程的启动和结束而建立和销毁
(2)运行时数据区的组成及作用
<1>程序计数器:
1.1.相当于身份证一样,在执行多线程程序的时候,根据程序计数器来调度线程的执行
1.2.是一块较小的内存空间,可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器
1.3.每条线程都需要有一个独立的程序计数器,各条线程之间的计数器互不影响,独立存储
1.4.这类内存区域为“线程私有”的内存
1.5.如果线程正在执行的是一个Java方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址
1.6.如果正在执行的是Natvie方法,这个计数器值则为空( Undefined)
<2>Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks)
2.1.线程私有的,它的生命周期与线程相同
2.2.虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型:
2.2.1.每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧( Stack Frame)
2.2.2.用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息
2.2.3.每一个方法被调用直至执行完成的过程,对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程
2.3.局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配
2.4.虚拟机栈规定了两种异常状况:
2.4.1.如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出 StackOverflowError异常
2.4.2.如果虚拟机栈可以动态扩展,当扩展时无法申请到足够的内存时会抛出 OutOfMemoryError异常
<3>本地方法栈( Native Method Stacks)
3.1.与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的
3.1.1.虚拟机栈为虚拟机执行Java方法(也就是字节码)服务
3.1.2.本地方法栈则是为虚拟机使用到的Native方法服务
3.2.本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常
<4>Java堆(Java Heap)
4.1.是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块,线程共享
4.2.Java堆是被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建
4.3.此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有的对象实例都在这里分配内存
4.4. Java堆中还可以细分为:新生代和老年代
4.4.1.再细致一点的有Eden空间、 From Survivor空间、 To Survivor空间等
4.5.如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,将会抛出 OutOfMemoryError异常
<5>方法区(Method Area)
5.1.与Java堆一样,是各个线程共享的内存区域
5.2.用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据
<6>运行时常量池(Runtime Constant Pool)
6.1.是方法区的一部分
6.2.用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中
<7>直接内存(Direct Memory)
7.1.在JDK1.4中新加入了NIO类,引入了一种基于通道与缓冲区的I/O方式
7.1.1.它可以使用Native函数库直接分配堆外内存
7.1.2.然后通过一个存储在Java堆里面的DirectByteBuffer对象作为这块内存的引用进行操作
7.1.3.避免了在Java堆和Native堆中来回复制数据,显著提高性能
3.Java虚拟机的基本结构及其内存分区