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济南IT培训丨阿里架构师带你“优雅”解读JVM 架构

发布：济南IT培训
来源：互联网
时间：2018-02-26 13:55

    前言:每个Java开发人员都知道字节码由JRE(Java运行时环境)执行.但许多人不知道JRE是Java Virtual Machine(JVM)的实现,它分析字节码,解释代码并执行它.作为开发人员,我们应该知道JVM的架构是非常重要的,因为它使我们能够更有效地编写代码.在本文中,我们将更深入地了解Java中的JVM架构和JVM的不同组件.
    什么是JVM?济南IT培训的老师来告诉大家
    Virtual Machine是物理机器的软件实现.Java是用在VM上运行的WORA(Write Once Run Anywhere)概念而开发的.编译器将Java文件编译为Java .class文件,然后将.class文件输入到JVM中,JVM会加载并执行类文件.
    1.类加载器子系统
    Java的动态类加载功能由类加载器子系统处理.它在运行时,而不是编译时首次引用类的时候加载、链接、并初始化类文件.
    1.1加载
    类将通过此组件加载.Boot Strap Class Loader,Extension Class Loader和Application Class Loader是有助于实现的三个类加载器.
    Boot Strap Class Loader--负责加载来自于Bootstrap类路径的类,就是rt.jar.此加载程序将给予最高优先级.
    Extension Class Loader--负责加载在ext文件夹(jre lib)内的类.
    Application Class Loader--负责加载应用程序级类路径,路径提到环境变量等
    上面的类记载器在加载类文件时遵循Delegation Hierarchy 算法.
    1.2链接
    验证--字节码验证器将验证生成的字节码是否正确,如果验证失败,我们将得到verification error.
    准备--对于所有的静态变量,内存将被分配和配置默认值.
    解决--所有的符号存储器引用都将替换为来自Method Area的原始引用.
    1.3初始化
    这是类加载的最后阶段,这里所有的静态变量都将被赋予原始值,并执行静态块.
    2.运行时数据区
    运行时数据区分为5个主要组件:
    方法区--所有的类级别数据将存储在这里,包括静态变量.每个JVM只有一个方法区,并且它是一个共享资源.
    堆区域--所有对象及其对应的实例变量和数组将存储在这里.每个JVM也有一个堆区域.由于方法和堆区域共享多个线程的内存,因此所存储的数据非线程安全.
    堆栈区--对于每个线程,将创建一个单独的运行时栈.对于每个方法调用,将在堆栈存储器中产生一个条目,称为堆栈帧.所有局部变量将在堆栈内存中创建.堆栈区域是线程安全的,因为它不是共享资源.堆栈帧分为三个子元素:

局部变量数组--与方法相关,涉及局部变量以及将在此存储的相应值的多少.

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    操作数堆栈--如果需要执行任何中间操作,那么操作数堆栈将充当运行时工作空间来执行操作.
    帧数据--对应于方法的所有符号存储在此处.在任何异常的情况下,捕捉块信息将被保持在帧数据中.
    PC寄存器--每个线程都有单独的PC寄存器,用于保存当前执行指令的地址,一旦指令执行,PC寄存器将更新到下一条指令.
    本地方法堆栈--本地方法堆栈保存本地方法信息.对于每个线程,将创建一个单独的本地方法堆栈.
    3.执行引擎
    济南IT培训的老师说，分配给运行时数据区的字节码将由执行引擎执行.执行引擎读取字节码并逐个执行它.
    解释器--解释器解释字节码较快,但执行慢.解释器的缺点是当一个方法被多次调用时,每次都需要新的解析.
    JIT编译器--JIT编译器消除了解释器的缺点.执行引擎将在转换字节码时使用解释器的帮助,但是当它发现重复的代码时,它使用JIT编译器,编译器会编译整个字节码并将其更改为本地代码.这个本地代码将直接用于重复的方法调用,从而提高系统性能.
    中间代码生成器--生成中间代码
    代码优化器--负责优化上面生成的中间代码
    目标代码生成器--负责生成机器代码或本地代码
    分析器--一个特殊组件,负责查找热点,即该方法是否被多次调用.
    垃圾收集器:收集和删除未引用的对象.可以通过调用"System.gc()"触发垃圾收集器,但不能保证执行.JVM的垃圾回收收集创建的对象.
    Java本机接口(JNI):JNI将与本地方法库进行交互,并提供执行引擎所需的本地库.
    本地方法库:它是执行引擎所需的本地库的集合.
    针对上面的技术我特意整理了一下,有很多技术不是靠几句话能讲清楚,所以干脆找朋友录制了一些视频,很多问题其实很简单,但是背后的思考和逻辑不简单,要做到知其然还要知其所以然.如果想学习Java工程化、高性能及分布式、深入浅出.
    本篇文章是由济南IT培训为您呈现,希望给您带来更多更好的文章,喜欢的朋友们可以添加微信公众号.

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