JVM 原理探究

1.JVM 的位置

JVM是运行在操作系统之上的。

image-20210701211628576.png

2.JVM 的体系结构

image-20210701214300114.png
  • 首先垃圾回收一定不会在栈、本地方法栈、程序计数器中,栈用完后系统会自动释放掉
  • 所谓的JVM调优,99%其实就是在堆与方法区中进行的,而其中99%就是在调,我们说方法去其实就是一个特殊的堆

3.类加载器 Class Loader

类加载器的作用:加载Class文件

例如,我们有一个 Student 实体类

当我们执行 new Student(); 后,说明抽象的 Student 类变为一个具体的实例。引用将会被放入栈中,而具体的对象则会被放入堆中。

image-20210702210423885.png

上图就是诠释了对象实例化的过程,该过程也就是在解释new关键字与Class关键字,我们说类是模板,对象是具体的实例化。

package com.wangcp.jvmstudy.study01;

public class Car {
    public static void main(String[] args) {
        // 类是模板,对象是具体的实例
        Car car1 = new Car();
        Car car2 = new Car();
        Car car3 = new Car();
        System.out.println("-----------------Car对象实例--------------");
        System.out.println(car1.hashCode());
        System.out.println(car2.hashCode());
        System.out.println(car3.hashCode());

        Class<? extends Car> aClass1 = car1.getClass();
        Class<? extends Car> aClass2 = car2.getClass();
        Class<? extends Car> aClass3 = car3.getClass();
        System.out.println("-----------------Car Class--------------");
        System.out.println(aClass1.hashCode());
        System.out.println(aClass2.hashCode());
        System.out.println(aClass3.hashCode());
    }
}

结果为:

-----------------Car对象实例--------------
25041030
13738737
17699851
-----------------Car Class--------------
17961198
17961198
17961198

由以上代码的执行结果我们看出,new 出的三个 Car 对象是不同的,但Class模板是同一个。

4.双亲委派机制

双亲委派机制的主要目的是为了程序安全,例如我们自己新建包 java.lang 并且在该包下新建 String 类并添加了 toString() 方法,但在实际调用时会发现无法使用并抛出异常。因为类加载时会先向上委托直到根加载器去检查是否能够加载当前类,在根类中发现了 String 类后会直接进行加载不会再向下调用。

双亲委派机制步骤:

  • 1.类加载器收到类加载的请求

  • 2.将这个请求向上委托给父类加载器去完成,一直向上委托,直到启动类(根)加载器

  • 3.启动类加载器检查是否能够加载当前这个类,能加载就结束,使用当前的加载器。否则,抛出异常,通知子加载器进行加载。

  • 4.重复步骤 3
    如果以上步骤都未找到该类就会报错,我们常见到的为:

Class Not Found~

5.Native

native : 凡是带有native 关键字的,说明java的作用范围达不到了,会去调用底层C语言的库!

例如我们在执行线程时的 start() 方法,我们看到 start() 的源码为:

public synchronized void start() {
    /**
         * This method is not invoked for the main method thread or "system"
         * group threads created/set up by the VM. Any new functionality added
         * to this method in the future may have to also be added to the VM.
         *
         * A zero status value corresponds to state "NEW".
         */
    if (threadStatus != 0)
        throw new IllegalThreadStateException();

    /* Notify the group that this thread is about to be started
         * so that it can be added to the group's list of threads
         * and the group's unstarted count can be decremented. */
    group.add(this);

    boolean started = false;
    try {
        start0();
        started = true;
    } finally {
        try {
            if (!started) {
                group.threadStartFailed(this);
            }
        } catch (Throwable ignore) {
            /* do nothing. If start0 threw a Throwable then
                  it will be passed up the call stack */
        }
    }
}

我们重点看该方法中调用的 start0(); 方法,该方法的源码为:

private native void start0();

这就是一个本地方法,在我们上面的 JVM体系结构图 中可以看到 本地方法栈(Native Method Stack)

这就是专门用来调用本地方法本地接口的(JNI:java native Interface)。

JNI作用:扩展Java的使用,融合不同的编程语言为Java所用!最初是想融合:C、C++

Java在内存区域中专门开辟了一块标记区域:Native Method Stack,登记 native 方法

在最终执行的时候,加载本地方法库中的方法通过JNI

在我们的日常开发中一般是不会用到native的,只要在操作硬件时才可能用到例如:Java程序驱动打印机、管理系统等

6.PC寄存器

程序计数器:Program Counter Register

每个线程都有一个程序计数器,时线程私有的,就是一个指针,指向方法区中的方法字节码(用来存储指向一条指令的地址,也即将要执行的指令代码),在执行引擎读取下一条指令,是一个非常小的内存空间,几乎可以忽略不计。

7.方法区

Method Area 方法区

方法区是被所有线程共享,所有字段和方法字节码,以及一些特殊方法,如构造函数,接口代码也在此定义,

简单说,所有定义的方法的信息都保存在该区域,此区域属于共享区间;

静态变量、常量、类信息(构造方法、接口定义)、运行时的常量池存在方法区中,但是 实例变量存在堆内存中,和方法去无关。

8.栈

栈:也叫栈内存,主管程序的运行,生命周期和线程同步;线程结束,栈内存也就释放了,对于栈来说,不存在垃圾回收问题。

栈也代表一种数据结构,先进后出,后进先出。与之相对应的就是队列,先进先出。

栈内存中存放哪些东西呢?

8大基本类型、对象引用、实例的方法

9.堆

Heap,一个JVM只有一个堆内存,堆内存的大小时可以调节的。

类加载器读取了类文件后,一般会把什么东西放到堆中呢? 类、方法、常量、变量……,保存我们所有引用类型的真实对象

堆内存中还要细分为三个区域:

  • 新生区(伊甸园区)
  • 老年区 old
  • 永久区 Perm
image-20210707205342045.png

GC垃圾回收,主要是在伊甸园区和老年区。

假设内存满了,OOM,堆内存不够!Java.lang.OutOfMemoryError:Java Heap space

在JDK8以后,永久存储区改名为元空间。

持续学习,不断更新,每天进步一点点!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,919评论 6 502
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,567评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 163,316评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,294评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,318评论 6 390
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,245评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,120评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,964评论 0 275
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,376评论 1 313
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,592评论 2 333
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,764评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,460评论 5 344
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,070评论 3 327
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,697评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,846评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,819评论 2 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,665评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容