JVM(Java 虛擬機(jī))架構(gòu)

JVM(Java虛擬機(jī))是一種抽象機(jī)器。它是一種提供運(yùn)行時(shí)環(huán)境的規(guī)范，可以在其中執(zhí)行 java 字節(jié)碼。

JVM 可用于許多硬件和軟件平臺(tái)(即 JVM 是平臺(tái)相關(guān)的)。

JVM架構(gòu)

讓我們了解一下JVM的內(nèi)部架構(gòu)。它包含類加載器、Java虛擬機(jī)內(nèi)存區(qū)域、執(zhí)行引擎等。

1.類加載器

Classloader 是 JVM 的一個(gè)子系統(tǒng)，用于加載類文件。每當(dāng)我們運(yùn)行 java 程序時(shí)，它首先由類加載器加載。Java中有三個(gè)內(nèi)置的類加載器。

Bootstrap ClassLoader：這是第一個(gè)類加載器，它是擴(kuò)展類加載器的超類。它加載包含Java標(biāo)準(zhǔn)版所有類文件的rt.jar文件，如java.lang包類、java.net包類、java.util包類、java.io包類、java.sql包類等。

Extension ClassLoader：這是 Bootstrap 的子類加載器和 System 類加載器的父類加載器。它加載位于$JAVA_HOME/jre/lib/ext目錄中的 jar 文件。

System/Application ClassLoader：這是擴(kuò)展類加載器的子類加載器。它從類路徑加載類文件。默認(rèn)情況下，類路徑設(shè)置為當(dāng)前目錄。您可以使用“-cp”或“-classpath”開關(guān)更改類路徑。它也被稱為應(yīng)用程序類加載器。

//讓我們看一個(gè)打印類加載器名稱的例子  
公共類 ClassLoaderExample   
{  
    公共靜態(tài)無(wú)效 主要（字符串 [] 參數(shù)）    
    {  
        // 讓我們打印當(dāng)前類的類加載器名稱。   
        //Application/System類加載器會(huì)加載這個(gè)類  
        類 c=ClassLoaderExample。類；  
        System.out.println(c.getClassLoader());  
        //如果我們打印String的類加載器名稱，它會(huì)打印null，因?yàn)樗且粋€(gè)  
        //在rt.jar中找到的內(nèi)置類，因此它由Bootstrap類加載器加載  
        System.out.println( String.class .getClassLoader ());  
    }  
}     

輸出：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@4e0e2f2a
空值

這些是 Java 提供的內(nèi)部類加載器。如果要?jiǎng)?chuàng)建自己的類加載器，則需要擴(kuò)展 ClassLoader 類。

2.類(方法)區(qū)

Class(Method) 區(qū)域存儲(chǔ)每個(gè)類的結(jié)構(gòu)，例如運(yùn)行時(shí)常量池、字段和方法數(shù)據(jù)、方法的代碼。

3.堆

它是分配對(duì)象的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)。

4.堆棧

Java Stack 存儲(chǔ)幀。它保存局部變量和部分結(jié)果，并在方法調(diào)用和返回中發(fā)揮作用。

每個(gè)線程都有一個(gè)私有 JVM 堆棧，與線程同時(shí)創(chuàng)建。

每次調(diào)用方法時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新框架。框架在其方法調(diào)用完成時(shí)被銷毀。

5.程序計(jì)數(shù)器寄存器

PC(程序計(jì)數(shù)器)寄存器包含當(dāng)前正在執(zhí)行的Java虛擬機(jī)指令的地址。

6.原生方法棧

它包含應(yīng)用程序中使用的所有本機(jī)方法。

7.執(zhí)行引擎

它包含了：

虛擬處理器

解釋器：讀取字節(jié)碼流然后執(zhí)行指令。

Just-In-Time(JIT) 編譯器：用于提高性能。JIT 同時(shí)編譯具有相似功能的部分字節(jié)碼，從而減少編譯所需的時(shí)間。這里，術(shù)語(yǔ)“編譯器”是指從Java虛擬機(jī)(JVM)的指令集到特定CPU的指令集的翻譯器。

8.Java 原生接口

Java Native Interface (JNI) 是一個(gè)框架，它提供了一個(gè)接口來(lái)與用另一種語(yǔ)言(如 C、C++、Assembly 等)編寫的另一個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)行通信。Java 使用 JNI 框架將輸出發(fā)送到控制臺(tái)或與 OS 庫(kù)進(jìn)行交互。