文章目录
- 前言
- 一、本地方法栈（线程私有）
- 二、程序计数器（线程私有）
- 三、Java虚拟机栈（线程私有）
- 四、堆（线程共享）
- 五、方法区（元数据区）
前言
JVM
是
Java 运行的基础，也是实现一次编译到处执行的关键。那么
JVM 是如何执行的呢
？
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。
总结来看，
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：
1.
类加载器（
ClassLoader
）
2.
运行时数据区（
Runtime Data Area
）
3.
执行引擎（
Execution Engine
）
4.
本地库接口（
Native Interface
）
JVM 运行时数据区域也叫内存布局，它由以下
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大部分组成：本地方法栈、程序计数器、虚拟机栈、堆区、元数据区（方法区）。
什么是线程私有
?
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。
一、本地方法栈（线程私有）
本地方法栈和虚拟机栈是类似的，只不过
Java
虚拟机栈是给
JVM
使用的，而本地方法栈是给本地方法使用的。
二、程序计数器（线程私有）
内存中最小的区域，它保存了下一条执行的指令的地址在哪。程序想要运行，JVM就得把字节码加载起来，放到内存中。程序就会一条一条把指令从内存中取出来，放到CPU上执行，那么也就要随时记住当前执行到哪一条了。CPU是并发式的执行程序的。操作系统是以线程为单位来进行调度执行的，每个线程都得记录自己的执行的位置，所以每个线程都会有一个程序计数器。
三、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，
用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。咱们常说的堆内存、栈内存中，栈内存指的就是虚拟机栈。
1.
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。
2.
操作栈：每个方法会生成一个先进后出的操作栈。
3.
动态链接：指向运行时常量池的方法引用。
4.
方法返回地址：
PC
寄存器的地址。
栈里面主要是涉及一些局部变量和方法调用信息，比如：方法调用的时候，每次调用一个新的方法，都会涉及到“入栈” 操作，每次执行完毕后就会“出栈”。
四、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。一个进程只有一份，多个线程共用一个堆，堆也是内存空间中最大的区域。比如：new出来的对象，就是在堆中。那么对象的成员变量也自然在堆中了。（局部变量在栈上，成员变量和new的对象在堆上）
void fun（）{
String s = new String();
}这个操作在进行的时候，s 和 new String 这里是两个不同的东西，s 是一个引用类型的变量，是局部变量，在栈上，那么new String对象的本地是在堆上的。
五、方法区（元数据区）
方法区的作用：用来存储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的。
在《
Java
虚拟机规范中》把此区域称之为
“方法区”
，而在
HotSpot
虚拟机的实现中，在
JDK 7
时此区域叫做永久代（PermGen
），
JDK 8
中叫做元空间（
Metaspace
）。
