JVM运行流程

news2024/11/18 15:50:41

⭐ 作者：小胡_不糊涂
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JVM

1. 运行流程
2. 运行时数据区
- 2.1 堆（线程共享）
- 2.2 Java虚拟机栈（线程私有）
- 2.3 本地方法栈（线程私有）
- 2.4 程序计数器（线程私有）
- 2.5 方法区（线程共享）
3. 数据内存区域划分

JVM 是 Java Virtual Machine 的简称，意为 Java虚拟机。
虚拟机是指通过软件模拟的具有完整硬件功能的、运⾏在⼀个完全隔离的环境中的完整计算机系统。

1. 运行流程

程序在执⾏之前先要把java代码转换成字节码（class⽂件），JVM ⾸先需要把字节码通过⼀定的⽅式–
类加载器（ClassLoader），把⽂件加载到内存中运⾏时数据区（Runtime Data Area），⽽字节码⽂件是 JVM 的⼀套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执⾏，因此需要特定的命令解析器执⾏引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU去执⾏，⽽这个过程中需要调⽤其他语⾔的接⼝**本地库接⼝（Native Interface）**来实现整个程序的功能，这就是这4个主要组成部分的职责与功能。

在这里插入图片描述

JVM 主要通过分为以下 4 个部分，来执⾏ Java 程序的，它们分别是：

类加载器（ClassLoader）
运⾏时数据区（Runtime Data Area）
执⾏引擎（Execution Engine）
本地库接⼝（Native Interface）

2. 运行时数据区

JVM 运⾏时数据区域也叫内存布局，但需要注意的是它和 Java 内存模型（(Java Memory Model，简称 JMM）完全不同，属于完全不同的两个概念，它由以下 5 ⼤部分组成：
在这里插入图片描述

2.1 堆（线程共享）

**堆的作⽤：**程序中创建的所有对象都在保存在堆中。
堆⾥⾯分为两个区域：新⽣代和⽼⽣代，新⽣代放新建的对象，当经过⼀定 GC 次数之后还存活的对象会放⼊⽼⽣代。新⽣代还有 3 个区域：⼀个 Endn + 两个 Survivor（S0/S1）。
在这里插入图片描述

垃圾回收的时候会将 Endn 中存活的对象放到⼀个未使⽤的 Survivor 中，并把当前的 Endn 和正在使⽤的 Survivor 清楚掉。

2.2 Java虚拟机栈（线程私有）

Java 虚拟机栈的作⽤： Java 虚拟机栈的⽣命周期和线程相同，Java 虚拟机栈描述的是 Java ⽅法执⾏的内存模型：每个⽅法在执⾏的同时都会创建⼀个栈帧（Stack Frame）⽤于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、⽅法出⼝等信息。
堆内存、栈内存中，栈内存指的就是虚拟机栈。

Java 虚拟机栈中包含了以下 4 部分：
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局部变量表：存放了编译器可知的各种基本数据类型(8⼤基本数据类型)、对象引⽤。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进⼊⼀个⽅法时，这个⽅法需要在帧中分配多⼤的局部变量空间是完全确定的，在执⾏期间不会改变局部变量表⼤⼩。简单来说就是存放⽅法参数和局部变量。
操作栈：每个⽅法会⽣成⼀个先进后出的操作栈。
动态链接：指向运⾏时常量池的⽅法引⽤。
⽅法返回地址：PC 寄存器的地址。

线程私有?
由于JVM的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执⾏时间的⽅式来实现，因此在任何⼀个确定的时刻，⼀个处理器(多核处理器则指的是⼀个内核)都只会执⾏⼀条线程中的指令。因此为了切换线程后能恢复到正确的执⾏位置，每条线程都需要独⽴的程序计数器，各条线程之间计数器互不影响，独⽴存储。我们就把类似这类区域称之为"线程私有"的内存。