JVM是什么

JVM全稱Java Virtual Machine（Java虛擬機(jī)）仲智，是一個虛構(gòu)出來的計(jì)算機(jī)尝丐，它屏蔽了與具體操作系統(tǒng)平臺相關(guān)的信息绰筛，使得Java程序只需生成在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行的目標(biāo)代碼（字節(jié)碼娇澎，ByteCode）, 就可以在多種平臺上不加修改地運(yùn)行疲恢。這背后其實(shí)就是JVM把字節(jié)碼翻譯成具體平臺上的機(jī)器指令凶朗，從而實(shí)現(xiàn)“一次編寫，到處運(yùn)行（Write Once, Run Anywhere）”显拳。

JVM架構(gòu)圖

JVM-Architecture.png

JVM工作機(jī)制

如上面的架構(gòu)圖所示棚愤，JVM分成四個主要的子系統(tǒng)：

1. 類加載器
2. 運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)
3. 執(zhí)行引擎
4. 本地方法調(diào)用

類加載器

Java的動態(tài)類加載功能由類加載器子系統(tǒng)處理。它加載，鏈接宛畦，并在類運(yùn)行時第一次引用類時初始化類文件瘸洛，而不是編譯時。

1.1 加載

通過類加載器實(shí)現(xiàn)類的加載動作次和，絕大部分Java程序都會使用到以下三種系統(tǒng)提供的類加載器：

1. 啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader)
2. 擴(kuò)展類加載器（Extension ClassLoader)
3. 應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader)

上面的類加載器將在加載類文件時遵循委托層次結(jié)構(gòu)算法反肋。

1.2 鏈接

• 驗(yàn)證 確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求，并且不會危害虛擬機(jī)自身的安全
• 準(zhǔn)備 正式為類變量分配內(nèi)存并設(shè)置初始值的階段踏施，這些變量所使用的內(nèi)存都將在方法區(qū)中進(jìn)行分配
• 解析 虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程

1.3 初始化

這是類加載的最后階段石蔗，為所有的變量分配原始值，并執(zhí)行靜態(tài)代碼塊

運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)

Java虛擬機(jī)在運(yùn)行程序的過程中會把它所管理的內(nèi)存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù)區(qū)畅形。這些區(qū)域都有各自的用途养距，以及創(chuàng)建和銷毀的時間，有的區(qū)域隨著虛擬機(jī)進(jìn)程的啟動而存在日熬，有的區(qū)域則依賴用戶線程的啟動和結(jié)束而建立和銷毀棍厌。

程序計(jì)數(shù)器

一塊較小的內(nèi)存空間，可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼行號指示器

Java虛擬機(jī)棧

Java虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型竖席，每個方法在執(zhí)行的同時都會創(chuàng)建一個站幀（Stack Frame)用于存儲局部變量表耘纱、操作數(shù)棧、動態(tài)鏈接怕敬、方法出口等信息揣炕。每個方法從調(diào)用到執(zhí)行完成的過程，就對應(yīng)著一個棧幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過程东跪。

本地方法棧

本地方法棧與虛擬機(jī)棧發(fā)揮的作用類似畸陡，虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)岭埠，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用的Native方法服務(wù)胸遇。

Java堆

Java堆是Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊崩掘。Java堆是被所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域欢搜，在虛擬機(jī)啟動時創(chuàng)建澜共。此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對象實(shí)例劝术，幾乎所有的對象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存寥枝。

Java堆是垃圾收集器管理的主要區(qū)域井仰，因此很多時候也稱作GC堆恶守。

方法區(qū)

與Java堆一樣第献，是各個線程共享的內(nèi)存區(qū)域，它用于存儲已被虛擬機(jī)加載的類信息兔港、常量庸毫、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)衫樊。

執(zhí)行引擎

執(zhí)行通過類加載器分配給運(yùn)行時數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)碼飒赃，并將這些字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成JVM虛擬機(jī)更容易執(zhí)行的語言利花。主要有三個子組件。

解釋器

負(fù)責(zé)讀取字節(jié)碼并順序的執(zhí)行载佳。缺點(diǎn)是當(dāng)一個方法被多次調(diào)用時炒事，每次都需要新的解釋。

JIT(Just In Time)編譯器

抵消了解釋器執(zhí)行緩慢的缺點(diǎn)蔫慧。JIT編譯器同時編譯字節(jié)碼的重復(fù)部分挠乳，總而減少編譯所需的總時間。從而提高性能藕漱。

1. 中間代碼生成器 負(fù)責(zé)生成中間代碼
2. 代碼優(yōu)化器 負(fù)責(zé)優(yōu)化上面生成的中間代碼
3. 目標(biāo)代碼生成器 負(fù)責(zé)生成機(jī)器代碼或本機(jī)代碼
4. Profiler 一個特殊組件欲侮，負(fù)責(zé)查找熱點(diǎn)，即是否被多次調(diào)用

垃圾收集器

收集和刪除未引用的對象來釋放內(nèi)存肋联⊥叮可以通過調(diào)用觸發(fā)垃圾收集System.gc()，但不保證執(zhí)行橄仍。

本地方法接口

JNI與本地方法庫交互韧涨，并提供執(zhí)行引擎所需的本地庫

本地方法庫

執(zhí)行引擎所需要的本地庫的集合