Java虚拟机-JVM组成结构详解

本文源自 公-众-号 IT老哥 的分享

IT老哥，一个在大厂做高级Java开发的程序员，每天分享技术干货文章

前言

MySQL文章接近尾声，之后我们还会陆续发一些文章，比如MVCC等等文章，接下来的阶段，我们准备进入JVM、redis等知识点的学习，这个是中高级程序员面试必问知识点，跟着老哥的文章，学好JVM，高薪走起！！！

jre、jdk、jvm之间的关系

JDK是Java程序员常用的开发包、目的就是用来编译和调试Java程序的。

JRE是指Java运行环境，也就是我们的写好的程序必须在JRE才能够运行。

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，是指负责将字节码解释成为特定的机器码进行运行，值得注意的是在运行过程中，Java源程序需要通过编译器编译为.class文件，否则JVM不认识。

jvm组成结构

我们先来研究一下jvm的组成结构都有哪些

jvm结构图

类加载子系统

负责从文件系统或是网络中加载class信息，加载的信息存放在一个称之为方法区的内存空间

方法区

用于存放类的信息、常量信息、常量池信息、包括字符串字面量和数字常量。我们常用的反射就是从这个方法区里读取的类信息

Java堆（下篇文章重点讲解）

堆空间是jvm启动的时候创建的一块内存区域，几乎所有的对象实例都放在这个空间里（可以理解成new 出来的那些对象）。

这个区域被划分为新生代和老年的，之后重点讲解，我们常说的GC垃圾回收机制，就是主要回收堆空间的垃圾数据。

堆空间里的数据，是被所有线程共享的，所以会存在线程安全的问题。所以那些锁就是为了解决堆空间数据线程安全的问题而生的。

直接内存

直接内存并不是虚拟机运行时数据区的一部分，也不是虚拟机规范中定义的内存区域，但这部分也是被频繁的读写使用，也可能会导致OutOfMemoryError异常的出现。

Java的NIO中的allocateDirect方法是可以直接使用直接内存的，能显著的提高读写的速度。

Java栈

就是我们常说的堆栈两兄弟之一的栈，所有线程共享堆空间里的数据，但是栈空间是每个线程独有的，互相直接不能访问。

栈空间是线程创建的时候所创建的一份内存空间，栈里主要保存一些局部变量、方法参数、Java方法调用，返回值等信息。

本地方法栈

本地方法栈和Java栈不同之处在于，可以直接调用Java本地方法，即JDK中用native修饰的方法。

垃圾收集系统（之后重点讲解）

GC垃圾回收，是一个非常重要的知识点，保证我们程序能够有足够的内存空间运行，回收掉内存中已经无效的数据，大家就可以理解成我们日常中活中的垃圾回收。

回收算法一般有标记清除算法、复制算法、标记整理算法等等，之后的文章，我们会详解讲解每一种算法。

PC寄存器

它是每个线程私有的空间，JVM会为每个线程创建单独的PC寄存器，在任意时刻，一个Java线程总是在执行一个方法，这个方法被称为当前方法，如果当前方法不是本地方法，PC寄存器会执行当前正在被执行的指令，如果是本地方法，则PC寄存器值为undefined，寄存器存放如当前环境指针、程序计数器、操作栈指针、计算的变量指针等信息。

执行引擎

是jvm非常核心的组件，它负责执行jvm的字节码，一般先会编译成机器码后执行。

结语

今天我们主要介绍一下jvm的组成结构，我们先宏观的看看jvm，之后在深入详细讲解每个点，什么是堆，什么是GC垃圾回收等等知识，敬请期待。

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