【JVM】JVM简介|运行流程|内存划分

2024-09-05 20:04

本文主要是介绍【JVM】JVM简介|运行流程|内存划分,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

一、JVM简介

二、JVM运行流程

三、JVM运⾏时数据区(内存划分)

 3.1 堆(线程共享)

3.2 栈

3.3 元数据区(方法区)(线程共享)

3.4 程序计数器(线程私有)


一、JVM简介

JVM是Java Virtua 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

常⻅的虚拟机:JVM、VMwave、Virtual Box

JVM和其他两个虚拟机的区别:

1. VMwave与VirtualBox是通过软件模拟物理CPU的指令集,物理系统中会有很多的寄存器;

2. JVM则是通过软件模拟Java字节码的指令集,JVM中只是主要保留了PC寄存器,其他的寄存器都进⾏了裁剪。

JVM是⼀台被定制过的现实当中不存在的计算机


二、JVM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

 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)


三、JVM运⾏时数据区(内存划分)

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:


 3.1 堆(线程共享)

堆的作⽤:整个内存区域中最大的区域,放的就是代码中new出来的对象

我们常⻅的JVM参数设置-Xms10m最⼩启动内存是针对堆的,-Xmx10m最⼤运⾏内存也是针对堆的。

ms是memory start简称,mx是memory max的简称

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)

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


3.2 栈

(1)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。咱们常说的堆内存、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:

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

(2)本地⽅法栈(线程私有)

本地⽅法栈和虚拟机栈类似,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

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


3.3 元数据区(方法区)(线程共享)

⽅法区的作⽤:⽤来存储“类对象”,即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

class Test {...
}

Test.class就是类对象,代码中每个类,在jvm上运行都会有对应的类对象 

运⾏时常量池

运⾏时常量池是⽅法区的⼀部分,存放字⾯量与符号引⽤

字⾯量:字符串(JDK8移动到堆中)、final常量、基本数据类型的值

符号引⽤:类和结构的完全限定名、字段的名称和描述符、⽅法的名称和描述符


3.4 程序计数器(线程私有)

程序计数器的作⽤:是内存区域中最小的区域,只需要保存当前要执行的下一条指令(JVM字节码)的地址(这个地址就是元数据区里面的一个地址)


⼩结

上述四个区域中,堆和元数据区,是整个进程只有一份,多个线程共享一份数据

栈和程序计数器,是每个线程都有一份,每个线程的局部变量,则不是共享的,每个线程都是有自己的一份

一个对象在哪个区域,取决于对应变量的形态

1)局部变量:栈上

2)成员变量:堆上

3)静态成员变量:方法区/元数据区 

class Test { int a;Test2 t2 = new Test2();String s = "hello";static int b;
}public static void main() {Test t = new Test();}

 判断:

(1)a在哪个区域?

(2)t2在哪个区域?

(3)s在哪个区域?

(4)b在哪个区域?

(5)t在哪个区域?

答:

(1)(2)a,t2都是Test的成员变量,都是在上的

(3)s也是Test的成员变量,也在堆上的,里面保存的值是一个指向元数据区的地址,“hello”子字符串的本体是在元数据区的

(4)static修饰,成了类属性,就会出现在类对象中,也就在元数据区

(5)t 保存了对象的首地址(堆上的地址),new Test()这个东西才是在堆上的,t是代码中的“局部变量”,所以是在上的(注意t不是对象,只是指向对象的引用

这篇关于【JVM】JVM简介|运行流程|内存划分的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1139928

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