jvm虚拟机介绍

java虚拟机

1. java虚拟机是一台执行java字节码的虚拟计算机，它拥有独立的运行机制，其运行的java字节码也未必有javab编译而成。
2. JVM平台的各种语言可以共享JAVA虚拟机带来的跨平台性、优秀的垃圾回收器，以及可靠的即时编译。
3. 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

java虚拟机的作用

java虚拟机就是二进制字节码文件的运行环境，负载装载字节码到其内部，解释/编译为对应平台上的机器指令执行，每一条java指令，java虚拟机规范中都有详细定义，如怎么取操作，怎么处理操作数，处理结果放在那里

java虚拟机的特点

• 一次编译，到处执行
• 自动内存管理
• 自动垃圾回收功能

JVM的整体结构

• HotSpot VM是目前市面上高性能虚拟机的代表作之一:执行图

  
  java虚拟机原理图

• 一次编译到处执行的原理

  
  一次编译到处执行的原理图

JVM的架构模型

• java编译器输入的指令是一种基于栈的指令架构，另外一种指令架构则是基于寄存器的指令集架构
  两者的区别:
• ※基于栈的特点：
• 设计上实现更简单，适用于资源受限的系统:
• 避开了寄存器的分配难题，使用零地址指令方式分配
• 指令流中的指令大部分是零地址指令，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，可移植性更好，更好实现跨平台。

基于寄存器的特点:

• 典型的应用是x86的二进制指令集:比如传统的pc以及Android的Davlik虚拟机
• 指令集架构则完全依赖硬件
• 可移植性差性能优秀和执行更高效;
• 花费更少的指令去完成一项操作
• 在大部分情况下，基于寄存器架构的指令集往往都以一地址指令、二地址指令和三地址指令为主，而基于栈式架构的指令集却是以零地址指令为主。

总结

• 由于跨平台性的设计，Java的指令都是根据栈来设计的。不同平台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，实现同样的功能需要更多的指令。
  时至今日，尽管嵌入式平台已经不是Java程序的主流运行平台了(准确来说应该是HotSpotVM的宿主环境已经不局限于嵌入式平台了)，那么为什么不将架构更换为基于寄存器的架构呢?
• 跨平台性、指令集小、指令多;执行性能比寄存器差