文章目錄
- Java跨平台
- 什麼是JVM？
- JVM的組成
- 運作時資料區
-
- 棧
-
- 棧幀中的動态連結
- 本地方法棧
- 執行引擎
- 堆和Full GC
- 堆、棧、方法區的愛恨糾葛
最近一直在看JVM相關的東西，在這裡整理一下，友善以後複盤，有錯誤的地方歡迎留言。
Java跨平台
不同作業系統使用的指令不同，JVM 可以将位元組碼翻譯成特定平台下的機器碼運作，在不同平台安裝對應的 JVM，就可以運作位元組碼，通過 JVM 這一“中間層”屏蔽了作業系統的差異，不同 JDK 适應不同的作業系統，使Java具有跨平台的特性。
什麼是JVM？
JVM 即 Java Virtual Machine（Java虛拟機） ， 模拟一個計算機來達到計算機所具有的計算功能。屏蔽各計算機硬體和軟體之間的差異，使位元組碼檔案可以“到處運作”。
JVM的組成
JVM由四部分組成：
- 類加載器
- 運作時資料區
- 執行引擎
- 本地接口
運作時資料區
由 堆、棧、程式計數器、本地方法棧、方法區 五部分組成。
由線程共享
由線程獨有，每個線程都包含 棧、程式計數器、本地方法棧。
棧
線程中每執行一個方法，棧中進入一個棧幀，棧幀由四部分組成。
- 局部變量表
- 操作數棧
- 動态連結
- 方法出口
public class Test{
public static void main(String[] args){
int i = 1;
int j = 2;
int k = i + j;
System.out.println(k);
}
}
由Test.java說明程式運作時棧中情況。
javac Test.java 編譯成Test.class。
javap -c Test.class>Test.txt 将位元組碼反編譯結果輸出到Test.txt檔案中，内容如下：
Compiled from “Test.java”
public class Test {
public Test();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object.""😦)V
4: return
public static void main(java.lang.String[]);
Code:
0: iconst_1
1: istore_1
2: iconst_2
3: istore_2
4: iload_1
5: iload_2
6: iadd
7: istore_3
8: getstatic #2 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
11: iload_3
12: invokevirtual #3 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
15: return
}
可以去下列網址檢視 iconst_1 JVM位元組碼指令的含義
https://www.cnblogs.com/tenghoo/p/jvm_opcodejvm.html
大緻意思：
把1放入操作數棧，将1賦給變量 i 存入局部變量，j 同理，将1和2相加為3再賦給變量k。
程式計數器會記錄将要執行的指令行号，這樣在挂起後恢複等操作時就可以知道上次執行的位置。
棧幀中的動态連結
這就要說一下靜态連結，在類加載過程中包含如下步驟：
靜态連結在類加載過程中的解析階段進行，将部分符号引用轉為直接引用，位元組碼符号無法直接使用，直接引用類似于位址，這樣才可以使用。
動态連結是在運作時将符号引用轉為直接引用。
方法出口可以了解為方法的 return。
本地方法棧
在Java之前使用C的很多，Java有些也是用C實作的，Java中也有 native修飾的方法，這樣的方法就是用C實作的，這些字元存在本地方法棧中，執行引擎會找C語言的函數庫（.dll）。
執行引擎
執行引擎執行位元組碼的方式：
- 解釋執行：一行一行邊翻譯邊執行
- JIT即時編譯執行：這裡有熱點代碼的概念，被多次調用的方法或被多次執行的循環體視為熱點代碼，熱點代碼會被編譯執行，這樣效率高點
堆和Full GC
堆 由年輕代、老年代組成。在JVM啟動時建立，是GC垃圾回收的主要對象，也是配置設定存儲區最大的一塊。
年輕代 由Eden區（伊甸區）、From Survivor、To Survivor組成。
這裡需要說一下輕GC（Minor gc）和Full GC。
- 新建立的對象需要放入Eden區，當Eden區滿後，GC回收沒有被引用的對象，剩餘對象放到From Survivor區；
- 當From Survivor區滿後，清空From Survivor區，未被回收的對象放入To Survivor區；
- 此時From和To身份互換，From變為To，To變為From，如此循環15次（預設15次），當To區滿時，将未被清理的對象放入老年代；
- 當老年代滿時，觸發Full GC（之前都是Minor GC），由于不同的垃圾回收器機制不同，可能把之前的區都清理，也可能隻清理老年區（涉及到垃圾回收器和算法，以後再寫一篇補上）。
堆、棧、方法區的愛恨糾葛
s 學生變量存在棧中，在堆中建立對象，将對象的位址賦給s變量；
堆中的對象執行個體指向方法區的類模闆，通過類模闆建立執行個體對象。