详细理解Java虚拟机的运行过程

简介: 详细理解Java虚拟机的运行过程 基本概述:   Java虚拟机简称JVM,是JRE中的一部分,也是Java程序运行的最关键的部分。完整的Java运行流程大致包括编译.java文件形成.class文件,然后根据.class文件的内容进行一系列的步骤使整个程序运行起来。

详细理解Java虚拟机的运行过程

基本概述:

  Java虚拟机简称JVM,是JRE中的一部分,也是Java程序运行的最关键的部分。完整的Java运行流程大致包括编译.java文件形成.class文件,然后根据.class文件的内容进行一系列的步骤使整个程序运行起来。其中将.java文件编译为.class文件由Java编译器完成,而由.class文件进而完成整个运行过程则主要是由JVM来完成的。由于所有的编译链接过程都由JRE来完成,所以Java具有良好的平台可移植性,不依赖具体的操作系统。

具体结构及功能:

1、Class Loader:

   该子系统主要负责以下三种工作。

  一、读取(Loading):Class Loader会首先读取由Java编译器传入的.class文件,然后生成相对应的二进制数据并将其存入方法区,这其中生成的数据主要包括类名、紧邻的父类、各种修饰符、变量和方法的信息。在这之后,JVM会自动给这个类创建一个类型为Class的对象并存入堆中,这个对象可以被程序员调用,从而得到这个类中的相关信息(也就是上面所讲的存入方法区的那些信息)。需要注意的是,一个类只会具有一个Class对象,也就是说,就算有无穷个该类的不同对象,在堆中也只会有一个对应的Class对象。

  二、链接(Linking):在读取之后,Class Loader会对.class文件进行正确性验证,看看该类是否被正确定义,同时是否被正确编译。如果验证成功,那么JVM就会为类中的变量分配内存,并且初始化内存为默认值。

  三、初始化(Initialization):在这一阶段,所有的静态变量将被正确赋值,赋值的顺序是按照代码顺序从前往后,从父类到子类。

  而对于Class Loader来说,其实也大致分为三类。第一类是Bootstrap Class Loader,我们可以理解为最基础的Class Loader,因为它只会处理那些已经被完全信任的class,也就是Java的核心类;第二类是Extension Class Loader,它会处理那些被放置在指定的扩展类文件夹中的类;第三类是Application Class Loader,它处理的是外界定义的类。至于其中的具体不同呢,在此就不展开叙述了。

2、JVM Memory:

  JVM的内存区是其存放具体数据和对象的主要区域,总共由以下五部分组成。

  一、方法区(Method Area):方法区中主要存取的是Class级别的数据,包括类名,父类名,方法名,变量名和静态变量等等。每一个JVM只有一块方法区,所以是一个可以被所有类和进程共享的区域。

  二、堆(Heap Area):堆中存放着所有对象的信息。每一个JVM也只有一个堆,意味着堆也是被共享的。

  三、栈(Stack Area):JVM会为每一个线程开辟一个栈区,而每一个栈区中又会分成许多的块(Block),每一个块都代表一个方法调用,方法中的所有本地变量都会存放在栈中相对应的块中。一旦该线程终止,那么这个栈就会被JVM销毁。所以栈区是不共享的。

  四、PC计数器(PC Register):记录每一个线程当前运行到的代码地址。显然,每一个线程都会有一个对应的PC计数器,所以也是不共享的。

  五、本地方法区(Native Method Area):每一个线程都会有一个本地方法区,其主要存放本地方法的相关信息。

3、Execution Engine:

  运行引擎负责真正地运行.class文件,它会一行一行地读取.class中的二进制信息,然后利用JVM Memory中的数据一条一条地执行。垃圾回收器也是在这个引擎中,它可以自动检测不再可能被引用的已分配内存并将其回收。

  

  JVM的大致运行过程到这里就告一段落了。当然,还有许许多多的细节在这里没有列出,如果有需要,查阅官方文档是最好的办法。

原文地址https://www.cnblogs.com/cauchymars/p/10497804.html

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