详解 JVM 的机制(1)

其实语言好会多半取决他的解释器和编译器,如同一个好的翻译,在不失原本意作的基础上,又添砖加瓦。Java 之所以有今天的成功和地位多半是因为的 JVM (java 虚拟机)。


跨平台

看一看我们开发的代码最终是如何运行在计算机上的。首先我们编写好的 java 文件通过 javac 命令编译成为 class 文件,class 字节码文件,是 java 专有可以运行在 JVM 上的文件。这一点与 c 或 c++ 直接编译为可以计算机上运行文件不同。编译后被验证可以运行在 JVM 上代码会被执行引擎解释为其机器语言运行在计算机上。

类加载器
JVM 架构图

简单用一句话描述一下整个流程,我们编译好的class文件,会先被加载到内存中,然后由引擎解释运行在系统上。JVM 实现了 hotspot 架构。

类加载其会对内存进行规划,这里划分 5 个区域用于保存不同数据。
整个加载过程划分为 3 个阶段,依次是加载-链接-初始化

1. 加载 - 将编译好的字节码写入(分配)到内存。

引导类加载器:负责加载的 java 的核心类,例如位于 jre 中。

 扩展类加载:负责加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类

1.2 应用类加载,通过 -cp 指定类路径 的类路径(CLASSPATH)来加载 Java 类。一般来说,Java 应用的类都是由它来完成加载的

2. 链接

验证:根据 JVM 的标准来检查,验证加载的字节码是否能够被执行。

准备:可能翻译成就绪也不错,在这个阶段,会分配内存给一些静态类,和类级别的变量,而不是对象,这是内存分配。例如这里有一个静态布尔型的变量在编码阶段赋值为 true,而这里准备阶段为其分配内存并将其赋值为默认值false,而在初始化阶段将其赋值为编码中 true。把虚拟机常量池中的符号引用转换为直接引用,我们在编译过程中经常遇到 java.lang.ClassNotFoundException 就是在这里抛出的,如果A 类引用了 B 类,在这里没有找到 B 类被加载就会抛出 ClassNotFoundException 异常。

初始化:如果这个类还没有被加载和链接,那先进行加载和链接。假如这个类存在直接父类,并且这个类还没有被初始化(注意:在一个类加载器中,类只能初始化一次),那就初始化直接的父类(不适用于接口)。如果类中存在static标识的块,那就依次执行这些初始化语句。

方法区和堆内存

方法区:这里保存的信息(数据)是类的元数据,什么是元数据呢?元数据就是说明类一些属性例如,他位置,是私有的还是公有的。这部分内存为 JVM 所有的线程共用的区域,默认分配给这个区域 64M。如果我们应用中有成千上万的类,默认分配给方法区的内存可能就不够,就会抛出 java.lang.OutOfMemoryError:PermGen:space 异常。这时可以通过命令分配给方法区更多的内存。

堆:堆在 java 中是一种通用性的内存池,用于存放创建 Java 对象。只要 new 机会在这里创建一个对象,无需释放,这里是由垃圾回收机制管理释放内存。

堆内存和方法区,是在创建 JVM 实例化就创建的内存区域,他们与线程无关,所以先将他们两单拿出来分为一类。

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