运行原理

Jvm运行时数据区

jvm运行时数据区分为: 线程共享和线程独占两个部分

JVM运行时数据区:

线程共享部分: 所有线程都能访问到的区域, 随着虚拟机或GC创建和销毁

方法区: .class的信息, 常量, 静态变量, 编译后的代码等数据存在方法区. Java8中, 它存放在元数据空间, 并通过GC对这个区域管理;

堆内存: 存储对象的区域, 垃圾回收就是指回收该区域的内容. 分为老年代, 新生代(新生代又分为Eden, From Survivor, To Survivor).

线程独占部分: 每个线程自己开辟的空间, 随着线程的生命周期创建和销毁

虚拟机栈: 是为虚拟机执行Java方法准备的空间. 线程存放栈帧的私有空间. 线程每执行一个方法, 对应一个栈帧.

栈帧中的内容: 局部变量表, 操作数栈, 动态链接, 方法返回地址, 附加信息等.

栈内存的默认大小: 1M, 超出会抛StackOverflowError.

本地方法栈: 是为虚拟机执行Native本地方法准备的空间. 通过抛StackOverflowError.

程序计数器: 记录Java程序当前线程执行字节码的位置, 存储字节码的指令地址, 如果执行Native方法, 计数器值为null. 该区域的作用是记录当前线程的执行位置, 当CPU执行其他线程完事后, 回到当前线程, 需要通过计数器知道恢复到的执行位置.

class文件内容

准备一个测试用的.java文件,

public class Demo1{
    public static void main(String[] args){
        int x = 500;
        int y = 100;
        int a = x / y;
        int b = 50;
        System.out.println(a + b);
    }
}

打开Windows Powershell, cd到.java文目录

编译Demo1.java

javac Demo1.java

将编译后的.class文件内容导出到.txt

javap -v Demo1.class > Demo1.txt

打开.txt文件, 可以看到如下内容:

文件位置, 占用容量等基本信息:

Classfile /C:/Git/Demo1.class
  Last modified 2020-5-10; size 414 bytes
  MD5 checksum ae6fa820973681b35609c75631cb255b

java文件有关信息

Compiled from "Demo1.java"
public class Demo1
  minor version: 0 // 次版本号
  major version: 52 // 主版本号: JDK5, 6, 7, 8 分表对应49, 50, 51, 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER // 访问标志

常量池

Constant pool:
   #1 = Methodref          #5.#14         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #15.#16        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #3 = Methodref          #17.#18        // java/io/PrintStream.println:(I)V
   #4 = Class              #19            // Demo1
   #5 = Class              #20            // java/lang/Object
   #6 = Utf8               <init>
   #7 = Utf8               ()V
   #8 = Utf8               Code
   #9 = Utf8               LineNumberTable
  #10 = Utf8               main
  #11 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #12 = Utf8               SourceFile
  #13 = Utf8               Demo1.java
  #14 = NameAndType        #6:#7          // "<init>":()V
  #15 = Class              #21            // java/lang/System
  #16 = NameAndType        #22:#23        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #17 = Class              #24            // java/io/PrintStream
  #18 = NameAndType        #25:#26        // println:(I)V
  #19 = Utf8               Demo1
  #20 = Utf8               java/lang/Object
  #21 = Utf8               java/lang/System
  #22 = Utf8               out
  #23 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #24 = Utf8               java/io/PrintStream
  #25 = Utf8               println
  #26 = Utf8               (I)V

构造器

public Demo1();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 1: 0

main方法

public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=3, locals=5, args_size=1
         0: sipush        500
         3: istore_1
         4: bipush        100
         6: istore_2
         7: iload_1
         8: iload_2
         9: idiv
        10: istore_3
        11: bipush        50
        13: istore        4
        15: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        18: iload_3
        19: iload         4
        21: iadd
        22: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
        25: return

程序运行分析

编译后, 将类信息存储到方法区(元数据空间
运行代码, JVM创建线程执行代码, 在虚拟机栈, 程序计数器上分配空间
虚拟机栈中分为本地变量表和操作数栈. 每一行代码在操作数栈中, 每执行一行, 删去一行. 如果这行代码产生了变量, 计入本地变量表

java基础——java运行原理

java基础——java运行原理

运行原理

Jvm运行时数据区

class文件内容

程序运行分析