深入理解JVM虚拟机(文末有视频讲解)
什么是JVM虚拟机
JVM是Java Virtual Machine(Java虚拟机)的缩写,JVM是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。 JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息,使Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台(跨平台)上不加修改地运行。JVM在执行字节码时,实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。如图所示:
JRE/JDK/JVM是什么关系
JRE(JavaRuntimeEnvironment,Java运行环境),也就是Java平台。所有的Java 程序都要在JRE下才能运行。普通用户只需要运行已开发好的java程序,安装JRE即可。
JDK(Java Development Kit)是程序开发者用来来编译、调试java程序用的开发工具包。JDK的工具也是Java程序,也需要JRE才能运行。为了保持JDK的独立性和完整性,在JDK的安装过程中,JRE也是 安装的一部分。所以,在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录,用于存放JRE文件。
JVM(JavaVirtualMachine,Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关,实现跨平台。
JVM底层原理
我们现在知道jvm在整个开发中的位置,那jvm它是如何做到跨平台的?底层是如何运行的?我们通过一个程序来说明:
/**** 运算* @return*/public int add() {int a = 1;int b = 2;int c = (a + b) * 100;return c;}/*** 程序入口* @param args* @throws InterruptedException*/public static void main(String[] args) throws InterruptedException {App app = new App();int result = app.add();System.out.println(result);}}
当运行main方法的时候会生产一个class文件,这个class文件是运行在我们jvm之上的。
JVM运行时数据区分配,黄色背景为线程私有区域,当我们程序运行的时候会有一个main线程在我们
虚拟机栈区域开辟两块空间叫做“栈帧”。为main栈帧和add栈帧(一个方法为一块栈帧)。
每块栈帧的数据结构又为:
那他们底层是如何运行的?这个时候我们需要通过class文件的jvm指令来分析了。
我们通过java自带的javap -c命令对改程序进行反汇编:
public int add();Code:0: iconst_11: istore_12: iconst_23: istore_24: iload_15: iload_26: iadd7: bipush 1009: imul10: istore_311: iload_312: ireturnpublic static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.InterruptedException;Code:0: new #4 // class bat/ke/qq/com/App3: dup4: invokespecial #5 // Method "<init>":()V7: astore_18: aload_19: invokevirtual #6 // Method add:()I12: istore_213: getstatic #7 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;16: iload_217: invokevirtual #8 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V20: return
}
然后我们通过java汇编指令手册找到这些指令在jvm中代表什么意思:
需要这手册的童鞋可以关注文章末尾公众号,输入关键字JVM获取。
整个的过程,大家可以关注公众号获取相应的视频讲解。
原创不易,希望大家关注下我的公众号,是对作者最大的鼓励。谢谢大家
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