电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 阿里架构师带你“优雅”解读JVM 架构（1） [打印本页]

作者: look_w 时间: 2018-12-14 16:35 标题: 阿里架构师带你“优雅”解读JVM 架构（1）

前言：每个Java开发人员都知道字节码由JRE（Java运行时环境）执行。但许多人不知道JRE是Java Virtual Machine（JVM）的实现，它分析字节码，解释代码并执行它。作为开发人员，我们应该知道JVM的架构是非常重要的，因为它使我们能够更有效地编写代码。在本文中，我们将更深入地了解Java中的JVM架构和JVM的不同组件。
什么是JVM？

Virtual Machine是物理机器的软件实现。Java是用在VM上运行的WORA（Write Once Run Anywhere）概念而开发的。编译器将Java文件编译为Java .class文件，然后将.class文件输入到JVM中，JVM会加载并执行类文件。下面是JVM的架构图。

JVM如何工作？

如上面的架构图所示，JVM分为三个主要子系统：

类加载器子系统

运行时数据区

执行引擎

1.类加载器子系统

Java的动态类加载功能由类加载器子系统处理。它在运行时，而不是编译时首次引用类的时候加载、链接、并初始化类文件。

1.1加载

类将通过此组件加载。Boot Strap Class Loader，Extension Class Loader和Application Class Loader是有助于实现的三个类加载器。

Boot Strap Class Loader——负责加载来自于Bootstrap类路径的类，就是rt.jar。此加载程序将给予最高优先级。

Extension Class Loader——负责加载在ext文件夹（jre lib）内的类。

Application Class Loader——负责加载应用程序级类路径，路径提到环境变量等

上面的类记载器在加载类文件时遵循Delegation Hierarchy 算法。

1.2链接

验证——字节码验证器将验证生成的字节码是否正确，如果验证失败，我们将得到verification error。

准备——对于所有的静态变量，内存将被分配和配置默认值。

解决——所有的符号存储器引用都将替换为来自Method Area的原始引用。

1.3初始化

这是类加载的最后阶段，这里所有的静态变量都将被赋予原始值，并执行静态块。
2.运行时数据区

运行时数据区分为5个主要组件：

方法区——所有的类级别数据将存储在这里，包括静态变量。每个JVM只有一个方法区，并且它是一个共享资源。

堆区域——所有对象及其对应的实例变量和数组将存储在这里。每个JVM也有一个堆区域。由于方法和堆区域共享多个线程的内存，因此所存储的数据非线程安全。

堆栈区——对于每个线程，将创建一个单独的运行时栈。对于每个方法调用，将在堆栈存储器中产生一个条目，称为堆栈帧。所有局部变量将在堆栈内存中创建。堆栈区域是线程安全的，因为它不是共享资源。堆栈帧分为三个子元素：

局部变量数组——与方法相关，涉及局部变量以及将在此存储的相应值的多少。

操作数堆栈——如果需要执行任何中间操作，那么操作数堆栈将充当运行时工作空间来执行操作。

帧数据——对应于方法的所有符号存储在此处。在任何异常的情况下，捕捉块信息将被保持在帧数据中。

PC寄存器——每个线程都有单独的PC寄存器，用于保存当前执行指令的地址，一旦指令执行，PC寄存器将更新到下一条指令。

本地方法堆栈——本地方法堆栈保存本地方法信息。对于每个线程，将创建一个单独的本地方法堆栈。
---------------------

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)