簡介:
Java Virtual Machine JVM 全稱 Java Virtual Machine医吊，也就是我們耳熟能詳?shù)?Java 虛擬機拧烦。它能識別 .class后綴的文件，并且能夠解析它的指令，最終調用操作系統(tǒng)上的函數(shù)，完成我們想要的操作上渴。
翻譯:Java 程序不一樣，使用 javac 編譯成 .class 文件之后，還需要使用 Java 命令去主動執(zhí)行它稠氮，操作系統(tǒng)并不認識這些 .class 文件曹阔。所以JVM就是一個翻譯。
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從圖中可以看到隔披，有了 JVM 這個抽象層之后次兆，Java 就可以實現(xiàn)跨平臺了。JVM 只需要保證能夠正確執(zhí)行 .class 文件锹锰，就可以運行在諸如 Linux芥炭、Windows、MacOS 等平臺上了恃慧，JVM講.class和.jar進行翻譯成操作系統(tǒng)能識別的機器碼园蝠，從而調用操作系統(tǒng)的方法。
JVM痢士、JDK,JRE之間的關系：
JVM:只是一個翻譯彪薛，把Class翻譯成機器識別的代碼，JVM 不會自己生成代碼怠蹂，需要大家編寫代碼善延，同時需要很多依賴類庫，這個時候就需要用到JRE城侧。（翻譯）
JRE:它除了包含JVM之外易遣，提供了很多的類庫（就是我們說的jar包，它可以提供一些即插即用的功能嫌佑，比如讀取或者操作文件豆茫，連接網(wǎng)絡，使用I/O等等之類的）這些東西就是JRE提供的基礎類庫屋摇。JVM 標準加上實現(xiàn)的一大堆基礎類庫揩魂，就組成了 Java 的運行時環(huán)境，也就是我們常說的 JRE（Java Runtime Environment）炮温。(提供類庫)
JDK:提供了一些非常好用的小工具火脉，比如 javac（編譯代碼）、java柒啤、jar （打包代碼）倦挂、javap（反編譯<反匯編>）等。這個就是JDK（提供工具）
JVM整體流程圖：
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圖中的運行時數(shù)據(jù)區(qū)：jvm所管理的內存白修。
執(zhí)行引擎：將放在運行時數(shù)據(jù)區(qū)的中的方法妒峦，和操作進行解釋執(zhí)行重斑。
解釋執(zhí)行與JIT之間的區(qū)別：
以HelloWord.java為例兵睛，通過javac進行編譯之后得到.class文件，通過ClassLoader進行類加載到運行時數(shù)據(jù)區(qū)中（jvm所管理的內存），jvm再通過執(zhí)行引擎將運行時數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)進行翻譯機器碼祖很，從而執(zhí)行調用操作系統(tǒng)的方法笛丙。那么還是沒有說到解釋執(zhí)行和JIT 呢？
翻譯：
（1）假颇、將所有的類都全部翻譯成機器碼之后才執(zhí)行胚鸯，（速度慢，效率低）
（2）笨鸡、一遍翻譯一遍執(zhí)行姜钳，（相比第一種速度上有了很大的提升）-----解釋執(zhí)行。
那什么又是JIT呢形耗？
在hotspot中哥桥，可能會有熱點方法，如我們同一個方法執(zhí)行很多次激涤，jvm會將這部分代碼直接編程成本地代碼拟糕，提高運行速度，（前提是熱點方法倦踢，熱點類）
運行時數(shù)據(jù)區(qū)：
運行時數(shù)據(jù)區(qū)的定義：
Java虛擬機在執(zhí)行Java程序 的過程中會把它所管理的內 存劃分為若干個不同的數(shù)據(jù) 區(qū)域送滞。
運行時數(shù)據(jù)區(qū)的類型：程序計數(shù)器、虛擬機棧辱挥、本 地方法棧犁嗅、Java堆、方法區(qū) （運行時常量池）晤碘、直接內存愧哟。
如圖所示：
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1、程序計數(shù)器：當前線程執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器哼蛆；各線程之間獨立存儲蕊梧，互不影響。
舉個例子：現(xiàn)有一個Person類腮介，Person中提供了對應的方法肥矢，通過javac編譯之后得到對應的.class文件，現(xiàn)在通過javap -c 對.class 文件進行反編譯叠洗，如圖所示：
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上圖所示是通過反編譯得到.class文件的對應的字節(jié)碼甘改，每行都有對應的編號，在多線程中灭抑，cpu調度線程的十艾，時間輪轉時線程通過程序計數(shù)器記錄當前的對應的行號，直到線程下次擁有cpu調度時接著執(zhí)行腾节，從而確保程序的正常執(zhí)行忘嫉。
2荤牍、虛擬機棧：存儲當前線程運行方法所需的數(shù)據(jù)，指令庆冕，返回地址康吵，棧（先進后出）
2.1、棧幀（方法）
2.1.1访递、局部變量表：用來存儲局部變量 只能 存儲8大基本類型晦嵌，對象引用
2.1.2、操作數(shù)棧：存放方法的操作拷姿、執(zhí)行惭载。
2.1.3、動態(tài)鏈表：:Java語言特性多態(tài)（需要類運行時才能確定具體的方法）响巢。
2.1.4棕兼、完成出口：正常返回（調用程序計數(shù)器中的地址作為返回）、異常的話（通過異常處理器表<非棧幀中的>來確定）
3抵乓、方法區(qū)：
方法區(qū)主要存儲：類信息伴挚，常量，靜態(tài)變量灾炭，即時編譯期編譯后的代碼茎芋。
4、堆：
堆主要存儲：幾乎所有對象實例蜈出，數(shù)組田弥。
方法區(qū)和堆為啥不用一個區(qū)域，要用兩個區(qū)域铡原？堆可以進行頻繁的回收偷厦，方法區(qū)回收比較難，動靜分明燕刻。
從底層深入理解運行時數(shù)據(jù)區(qū)：
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1只泼、申請內存，分別給堆卵洗，棧请唱，方法區(qū)分配內存。
2过蹂、類加載十绑，class進入方法區(qū)。
3酷勺、常量本橙，靜態(tài)變量 入方法區(qū)。
4脆诉、虛擬機棧幀--入棧幀
下面先介紹一下HSDB工具甚亭，查看內存的工具：
1）贷币、首先找到jdk的安裝目錄，找到sawindbg.dll文件狂鞋，將改文件復制到對應目錄的jre下。
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2）潜的、現(xiàn)在采用JVMObject.java為例：
public class JVMObject {
public final static String MAN_TYPE = "man"; // 常量
public static String WOMAN_TYPE = "woman"; // 靜態(tài)變量
public static void main(String[] args)throws Exception {//棧幀
Teacher T1 = new Teacher();//堆中 T1 是局部變量
T1.setName("Mark");
T1.setSexType(MAN_TYPE);
T1.setAge(36);
for (int i=0;i<15;i++){//進行15次垃圾回收
System.gc();//垃圾回收
}
Teacher T2 = new Teacher();
T2.setName("King");
T2.setSexType(MAN_TYPE);
T2.setAge(18);
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);//線程休眠很久很久
}
}
class Teacher{
String name;
String sexType;
int age;//堆
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getSexType() {
return sexType;
}
public void setSexType(String sexType) {
this.sexType = sexType;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
3）骚揍、在jdk下面的lib目錄找到a-jdi.jar文件，輸入命令如下：
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4）啰挪、讓JVMObject運行信不，再將環(huán)境切換到JVMObject對應的目錄下輸入命令如下所示：
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5）、在HSDB輸入框中輸入JVMObject對應的10756亡呵，并點擊main方法
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如圖所示為jvm虛擬機的棧區(qū)圖抽活，左邊對應的是內存的地址。
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main方法對應棧幀的內存地址锰什，圖上怎么還會有一個棧幀下硕？原因是在代碼中還調用了sleep方法，查看 sleep源碼屬于本地方法汁胆，驗證了本地方法棧和hotspot棧合并梭姓。
再看class在內存中所在的區(qū)域
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通過點擊Teacher可以看到有兩個地址，在回看JVMObject代碼嫩码，在代碼中創(chuàng)建了兩個對象誉尖，mark和king對象。為了驗證隨便點擊一個進行查看：
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接下來看看堆空間
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從圖上可以看出铸题，分為兩個空間铡恕，新生代，和老年代丢间，并且內存地址還是連續(xù)的探熔，JVMOject代碼中mark對象通過調用gc進行回收15次，則mark對象進入了老年代烘挫，而king在新生代祭刚。
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