JVM（学习原因，虚拟机，作用，位置，组成，各部分用途，执行流程，架构类型）

创始人

2024-06-01 07:34:25

0次

JVM概述

这里写目录标题

JVM概述
- - 1.1为什么学习 JVM
  - 1.2虚拟机
  - 1.3JVM 作用
  - 1.4JVM的位置
  - 1.5JVM组成
  - 1.6各个组成部分的用途
  - 1.7JVM代码的执行流程
  - 1.8JVM架构类型

1.1为什么学习 JVM

中高级程序员必备技能

项目管理,性能调优

1.2虚拟机

 所谓虚拟机（Virtual Machine），就是一台虚拟的计算机。它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。

 大名鼎鼎的 VMware 就属于系统虚拟机，它是完全对物理计算机的仿真，提供了一个可运行完整操作系统的软件平台。程序虚拟机典型的代表就是 java 虚拟机了，它专门为执行某个单个计算机程序而设计。在 java 虚拟机中执行的指令我们称为 java 字节码指令。

 Java 虚拟机是一种执行 java 字节码文件的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制。

Java 技术的核心就是 java 虚拟机，因为所有的 java 程序都运行在 java 虚拟机内部。

1.3JVM 作用

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vjwjEGA2-1678443764489)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641734403282.png)]$

Java 虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责装载字节码到其内部，解释/编译为对应平台上的机器码指令执行，每一条 java 指令，java 虚拟机中都有详细定义，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪儿

特点：

一次编译到处运行

自动内存管理

自动垃圾回收功能

现在的 JVM 不仅可以执行 java 字节码文件,还可以执行其他语言编译后的字节码文件,是一个跨语言平台

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J74aZdWQ-1678443764491)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641734533127.png)]$

1.4JVM的位置

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-iRYG29eG-1678443764491)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641734564737.png)]$

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CUhb9UrO-1678443764491)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641734579736.png)]$

1.5JVM组成

1.类加载器（ClassLoader）

2.运行时数据区（Runtime Data Area）

3.执行引擎（Execution Engine）

4.本地库接口（Native Interface）

简图：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4VrIMSFI-1678443764492)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641734632649.png)]$

详细图：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-G0UOJ6jb-1678443764492)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641734685267.png)]$

1.6各个组成部分的用途

程序在执行之前先要把 java 代码转换成字节码（class 文件），jvm 首先需要把字节码通过一定的方式 类加载器（ClassLoader） 把文件加载到内存中的运行时数据区（Runtime Data Area），而字节码文件是 jvm 的一指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器 执行引擎（Execution Engine） 将字节码翻译成底层系统指令再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的接口 本地库接口（Native Interface） 来实现整个程序的功能，这就是这 4 个主要组成部分的职责与功能

而我们通常所说的 JVM 组成指的是运行时数据区（Runtime Data Area），因为通常需要程序员调试分析的域就是“运行时数据区”，或者更具体的来说就是“运行时数据区”里面的 Heap（堆）模块。

1.7JVM代码的执行流程

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OWbu7zbu-1678443764492)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641735010325.png)]$

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EXUM3TX2-1678443764493)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641735046110.png)]$

Java 编译器编译过程中，任何一个节点执行失败就会造成编译失败。虽然各个平台的 java 虚拟机内部实现细节不尽相同，但是它们执行的字节码内容却是一样的。

JVM 主要任务就是负责将字节码装载到其内部，解释/编译为对应平台上的机器指令执行。JVM 使用类加载器（Class Loader）装载 class 文件。类加载完成后，会进行字节码校验，字节码校验通过之后 JVM 解释器会把字节码翻译成机器码交由操作系统执行。但不是所有的代码都是解释执行，JVM 对此作了优化，比如 HotSpot 虚拟机，它本身提供了 JIT(Just In Time)编译器.

1.8JVM架构类型

Java 编译器输入的指令流基本上是一种基于栈的指令集架构,另一种指令集架构是基于寄存器的指令集架构.

两种架构之间的区别：

基于栈式架构的特点

设计和实现更简单,适用于资源受限的系统.

使用零地址指令方式分配,其执行过程依赖于操作栈,指令集更小,编译器容易实现.不需要硬件支持,可移植性好,更好实现跨平台.

基于寄存器式架构特点:

指令完全依赖于硬件,可移植性差.

性能优秀,执行更高效.

完成一项操作使用的指令更少

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JkfylEPU-1678443764493)(C:\Users\封纪元\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\1641735349566.png)]$

使用 javap -v class 文件可以将 class 文件反编译为指令集.

所以由于跨平台的设计,Java 指令集都是根据栈来设计的,不同 CPU 架构不同,

所以不能设计为基于寄存器的.

优点是跨平台,指令集小,编译器容易实现.

缺点是性能下降,实现同样功能需要更多的指令

词库加载错误:未能找到文件“E:\highferrum_mysql\Configuration\Dict_Stopwords.txt”。

上一篇：【深度强化学习】(3) Policy Gradients 模型解析，附Pytorch完整代码

下一篇：Mybatis中的一级缓存和二级缓存