虚拟机系列 | JVM特点,基础结构与执行周期
一、虚拟机简介
1、虚拟机概念
虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。在计算机中创建虚拟机时,需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。每个虚拟机都有独立的CMOS、硬盘和操作系统,可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。
2、JVM虚拟机
JVM是Java-Virtual-Machine的缩写,即Java虚拟机,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。
3、JVM特点
首先一次编译处处运行是学习Java语言都知道的事情,其实并不是Java语言跨平台,是JVM跨平台,Jvm运行时并不是执行Java文件,而是执行编译后的.class文件。
字节码
字节码文件即JVM可以识别并执行的二进制文件,不同的编程语言经过编译器编译处理之后,转换成统一的字节码规范文件,这样JVM就可以执行。
跨平台
跨平台的特性即JVM虚拟机可以运行在不同的计算机系统上,例如经常使用的Linux系统,MacOS系统,Win系统,一次编译,处处运行就是这样理解的。
跨语言
随着JVM的不断发展和优化,很多语言都借助JVM的能力,各种编程语言经过编译,转换为字节码文件,JVM都可以识别,这也是现在Java体系下业务编程经常混语言的原因。
注意:现在和后续Jvm系列文章都是基于HotSpot-VM和JDK1.8+版本的基础之上。
二、虚拟机结构
Jvm的整体结构大致如下:
1、类加载器
类加载器用来加载Java类到JVM虚拟机中,源代码程序.java文件在经过编译器编译之后就被转换成字节代码.class文件,类加载器负责读取字节代码,并转换成java.lang.Class类的一个实例。
2、运行时数据区
元数据区
JDK1.8开始的说法,之前称为方法区Method-Area,存储已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。
堆区
所有线程共享的一块内存区域,虚拟机启动时被创建用来存放对象实例。
JVM栈
可以参考了解栈的数据结构,存放Java方法执行的内存模型,在Java开发中,一个功能实现需要多个子程序方法配合,程序执行时跳往子程序前,会将下个指令的地址存到堆栈中,直到子程序执行完后再将地址取出,退回到原来的程序中。
本地方法栈
本地方法栈和虚拟机栈的功能类似,为JVM调用native方法时服务。
程序计数器
相对较小的一块内存空间,作用可以理解是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
3、执行引擎
Java虚拟机最核心的组成部分,输入的是字节码,处理过程是字节码解析,输出执行结果。
三、生命周期
这里说的JVM生命周期,指JVM执行Java程序时的周期:
启动初始化:启动时通过引导类加载器创建初始类完成;
程序执行:从main方法开始,执行Java程序,直到程序执行完结束;
虚拟机退出:程序正常执行结束,或者发生异常、错误等而造成终止,也可以调用exit退出方法;
四、HotSpot虚拟机
HotSpot是Java体系下使用最多的虚拟机,它结合了最新的内存模型,垃圾收集器和自适应优化器,为使用许多先进技术的Java应用程序提供了最佳性能。
主要原因:使用多,大部分的Java运行环境都依赖HotSpot虚拟机。
五、源代码地址
GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent
- java教程
- Java快速入门
- Java 开发环境配置
- Java基本语法
- Java 对象和类
- Java 基本数据类型
- Java 变量类型
- Java 修饰符
- Java 运算符
- Java 循环结构
- Java 分支结构
- Java Number类
- Java Character类
- Java String类
- Java StringBuffer和StringBuilder类
- Java 数组
- Java 日期时间
- Java 正则表达式
- Java 方法
- Java 流(Stream)、文件(File)和IO
- Java 异常处理
- Java 继承
- Java 重写(Override)与重载(Overload)
- Java 多态
- Java 抽象类
- Java 封装
- Java 接口
- Java 包(package)
- Java 数据结构
- Java 集合框架
- Java 泛型
- Java 序列化
- Java 网络编程
- Java 发送邮件
- Java 多线程编程
- Java Applet基础
- Java 文档注释
- 文件传输和秒传
- 关于数据库的各种备份与还原姿势详解
- Python 技术篇-多线程的2种创建方法,多线程的简单用法,快速上手。
- Python 技术篇-调用浏览器访问指定网页,一行代码实现。非Selenium。
- 数据库热备份神器 - XtraBackup
- Python 技术篇-读取文件,将内容保存dict字典中。去掉字符串中的指定字符方法。dict字典的遍历。
- PyQt5 技术篇-plainTextEdit控件获得文本内容方法、设置文本内容方法。
- PyQt5 技术篇-鼠标移动控件显示提示,Qt Designer控件提示设置方法。
- PyQt5 技术篇-窗口名、窗口图标的设置方法。
- 101个shell脚本
- PyQt5 图片兼容性问题:"libpng warning: bKGD: invalid.",原因及解决办法。
- 编程语言经典小例题—Python版【持续更新】
- Python+selenium 自动化-切换窗口页签、切换iframe框架。确定页面是否包含iframe方法。
- JavaScript 技术篇-js获取iframe内的元素方法。
- QQ二维码登录API源码