Java虚拟机原理

文章目录

• 代码的大体执行过程
• 代码在JVM里面的详细执行过程
• 类加载器详解
• 运行时数据区详解

先来看下面这一段代码：

代码的大体执行过程

JDK、JRE、JVM的区别和联系；

代码的大体执行过程如下：

从.JAVA源文件编译生成.class字节码文件的过程如下：

代码在JVM里面的详细执行过程

在JVM内部就这个样子的：

然后，先说说类装载子系统：

然后是运行时数据区（内存模型）的：

最后是执行引擎：

类加载器详解

class文件的加载过程详细的可以看我的另一篇博客，类加载器；

补充的一点是：

虚拟机规范中明确了在5中情况下会对类进行加载：

创建对象实例：new 对象的时候，会对类进行初始化（前提是这个类没有被初始化）；

通过class文件反射创建对象；

调用类的静态属性或静态属性赋值；

调用类中的静态方法；

初始化一个类的子类的时候，在使用子类的时候，先初始化父类；

Java虚拟机启动时被标记为启动类的的类，比如main所在的类；

不会被加载的情况：

在同一个虚拟机中，一个类只能被加载一次，如果已经被初始化的一个类不会再被加载；

在编译时，能确定下来的静态变量，不会对类进行初始化；

运行时数据区详解

从上面的运行时数据区（内存模型）的模型图我们可以看到，堆和方法区是线程之间共享的（会发生并发安全的地方），而虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是线程私有的（也就是每个线程都已自己的虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器），下面是关于内存模型中各个部分的介绍：

程序计数器（线程私有）：就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储下一条指令的地址，也就是马上要执行的指令的地址），有执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的空间，几乎可以忽略不计；

方法区（线程共享）：类的所有字段和方法字节码，以及一些特殊方法如：构造函数，接口代码也在此定义，简单说，所有定义的方法的信息都保存在该区域，静态变量+常量+类信息（构造方法/接口定义）+运行时常量池都存在方法区中；

虚拟机栈（线程私有）：Java线程执行方法的内存模型，一个线程对应一个栈，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧（用于存储局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等信息），不存在垃圾回收等问题，只要线程一结束就释放，生命周期和线程一致；

本地方法栈（线程私有）：就是存放哪些native方法的；

堆（线程共享）：很大的一块空间，用于存放对象实例，垃圾回收主要发生的地方；

栈帧中的组成部分介绍：

局部变量表：可以这么理解，局部变量表里面存放的是一个一个的小容器，用来存放数据的，比如我们开头那段代码中的a = 1, b = 2,在虚拟机里面不可能真给你弄出一个a、b来存放1和2，于是就用局部变量表中的这些小容器来存放，比如容器1存放1，容器2存放2，容器3存放他们的计算结果300……，当然，除了能存放基本的数据类型以外，还可以存放引用类型的对象指针；

操作数栈：每次要进行操作时（相加、相减、乘除等等），先把相关的数都放到操作数栈里面，让后继续相关的操作，并将操作的结果放到局部变量表中去；

动态链接：比如上面那个main方法运行到第二行就要进入到add()方法中去了，就是在运行的时候将符号引用转化为直接引用；

方法出口：比如上面的代码，add()方法运行完之后，还要将结果返回给main方法的，这个主要指的是return一类的；