大致结构
JVM包含两个子系统和两个组件,两个子系统为Class loader(类装载)、 Execution engine(执行引擎);两个组件为Runtime data area(运行时数据 区)、Native Interface(本地接口)。
- Class loader(类装载):根据给定的全限定名类名(如: java.lang.Object)来装载class文件到
Runtime data area中的method area。 - Execution engine(执行引擎):执行classes中的指令。
- Native Interface(本地接口):与native libraries交互,是其它编程语 言交互的接口。
- Runtime data area(运行时数据区域):这就是我们常说的JVM的内 存。
作用 :首先通过编译器把 Java 代码转换成字节码,类加载器(ClassLoader) 再把字节码加载到存
中,将其放在运行时数据区(Runtime data area)的方 法区内,而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范,并不能直接交给底层操作 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 语言的本地库接口(Native Interface)来实现整个程序的功能。
下面是Java程序运行机制详细说明
Java程序运行机制步骤
首先利用IDE集成开发工具编写Java源代码,源文件的后缀为.java;
再利用编译器(javac命令)将源代码编译成字节码文件,字节码文件的后缀名 为.class;
运行字节码的工作是由解释器(java命令)来完成的。java文件通过编译器变成了.class文件,接下来类加载器又将这 些.class文件加载到JVM中。
其实可以一句话来解释:类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入 到内存中,将其放在运行时数据区的方法区内,然后在堆区创建一个 java.lang.Class对象,用来封装类在方法区内的数据结构。
运行时数据区
Java 虚拟机在执行 Java 程序的过程中会把它所管理的内存区域划分为若干个 不同的数据区域。这些区域都有各自的用途,以及创建和销毁的时间,有些区域 随着虚拟机进程的启动而存在,有些区域则是依赖线程的启动和结束而建立和销 毁。Java 虚拟机所管理的内存被划分为如下几个区域:
不同虚拟机的运行时数据区可能略微有所不同,但都会遵从 Java 虚拟机规范, Java 虚拟机规范规定的区域分为以下 5 个部分:
- 程序计数器(Program Counter Register):当前线程所执行的字节码的行号 指示器,字节码解
析器的工作是通过改变这个计数器的值,来选取下一条需要执行的 字节码指令,分支、循环、跳
转、异常处理、线程恢复等基础功能,都需要依赖这个 计数器来完成; - Java 虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks):用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方
法出口等信息; - 本地方法栈(Native Method Stack):与虚拟机栈的作用是一样的,只不过虚 拟机栈是服务 Java
方法的,而本地方法栈是为虚拟机调用 Native 方法服务的(例如hashCode方法); - Java 堆(Java Heap):Java 虚拟机中内存大的一块,是被所有线程共享 的,几乎所有的对象实例
都在这里分配内存; - 方法区(Methed Area):用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变 量、即时编译后的代码等数据。