【JVM原理探索】带你梳理分析虚拟机栈映射源代码的流程

简介: 【JVM原理探索】带你梳理分析虚拟机栈映射源代码的流程

Java执行过程介绍


类是面向对象编程中最基本的单位。


Java中的类包含三个内容,分别是:




属性


  • 属性又叫成员变量。
  • 属性用于定义类或类对象的数据(静态特征)
  • 范围为整个类体



方法


  • 方法用于定义类或类对象的行为特征(执行动作)(动态)
  • 方法类似于面向过程中的函数,面向过程中的函数是最基本的单位;
  • 面向对象中,最基本单位是类,方法从属于类和对象。


构造方法


  • 构造方法分为无参构造方法;有参构造方法。
  • 构造方法要与类名保持一致。
  • 如果不设置构造方法,则系统自动生成无参构造方法。



属性的定义格式:

//若不初始化则系统默认给默认值
[修饰符] 属性类型 属性名 = [默认值];
复制代码


方法定义格式:

[修饰符] 方法返回值类型 方法名(形参){
 语句
}
复制代码


有如下代码进行示例分析

public class Person{
  public String name;   //属性,带有修饰符
  int age;
  public void show(){  //方法
    System.out.println("姓名:"+name+",年龄:"+age);
  }
  /*
  Person(){ 
   //构造方法,手动,无参构造方法,一个类里无参构造方法只能有 一个
  }
  */
  /*
  //手动,有参构造方法。
  Person(String name, int age){
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  */
  public static void main (String[] args){
    //此时调用的是上面手动有参的构造方法
    Person p1 = new Person("李四",18);
    //此时调用的是无参构造方法
    Person p2 = new Person();
    //无参构造方法需要以下赋值
    p2.name = "张三";
    p2.age = 18;
    p2.show();
  }
}
复制代码



内存分析


上面介绍了类的基本知识,那么我们接下来根据上面的代码来进行内存分析。


JVM内存模型很复杂,为了更好的理解面向对象和面向对象代码,下面进行对模型的简化。(此内存分析并不是为了理解JVM内存模型)

image.png


下面对上面三个内存模型进行特征介绍:




栈描述的是方法执行的内存模型,每个方法被调用时都会创建一个栈帧


  • JVM为每个线程创建一个虚拟机栈
  • 栈是私有,在线程间不会共享
  • 栈是一段连续的存储空间





堆用于存储创建好的对象


  • JVM只有一个堆
  • 堆被所有线程共享
  • 堆是不连续的空间,分配灵活




方法区


方法区实际也是堆,用来专门存储类、常量(static关键词相关)等相关信息


  • JVM只有一个方法区
  • 可共享
  • 存储不变的信息




运行过程


  • 程序均是将main方法作为程序的入口,执行第二条语句(第一条先忽略)
Person p2 = new Person();
复制代码
  1. 此时会在栈中开辟一个新的栈帧,为main方法栈帧;
  2. 方法区会加载整个类模板,存储类里面的相关信息;
  3. 在堆处会产生一个新的类的对象。

image.png


Java使用new关键字来调用构造方法,从而返回该类的实例(对象)。但是这个对象不是完全由构造方法来创建的


创建一个方法分4步:


在堆中分配对象空间,并将对象的成员变量初始化默认值执行显式初始化(比如int i = 3)执行构造方法返回对象地址

当Person()构造方法调用完成后,出栈继续执行main中的下一条语句。如图


image.png


下一条语句是

p2.name = "张三";
p2.age = 18;
复制代码


此时是方法区的张三赋值给name;


image.png


我们继续执行下条语句

p2.show();


image.png


  • 此时会执行show方法,我们注意到show方法中有age和name。那么它们是谁的name和age呢?我们可以看是p2.show()
  • p2的地址是0x11,指向的是堆中的0x11对象,所以show方法中的name和age就已知了
  • 那么当方法执行完后,show方法出栈,同时main方法也执行完毕,也需要出栈,main方法执行完后,对象和方法区中的类信息也就会清空。内存就会回到最初的状态


image.png






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