前言
学习java时,java虚拟机无疑是我们需要了解的较重要的一部分内容,这篇文章主要目的通过简单的例子来串讲关于java虚拟机各部分之间的关系以及作用。
1.JVM虚拟机组成
如下图所示,JVM由运行时数据区、以及类装载子系统、字节码执行引擎以及本地方法库(图中未画出)组成。而运行时数据区中包括堆、方法区(元空间)、虚拟机栈(也称栈或线程栈)、本地方法栈和程序计数器。
image.jpg其中紫红色部分的栈、本地方法栈、程序计数器等是私有的,各线程使用时会独立的为其分配内存空间。而黄色部分的堆、方法区等区域的空间是各线程共享的。
2.示例
public class Demo {
public static final int A = 123;
public static User user = new User();
public int compute(){
int a = 1;
int b = 2;
int c = a + b;
return c;
}
public static void main(String[] args) {
Demo demo = new Demo();
demo.compute();
System.out.println("DONE");
}
}
示例相对于比较简单(示例图参照下图),
image.jpg- 首先通过
类加载器
加载编译好后的Demo.class字节码文件; - 在main方法执行时,JVM会在
线程栈
中为main线程开辟一个独立栈内存空间,同样也会分配程序计数器
部分的独立内存空间给线程main,作为该线程执行的程序计数的内存空间; - 由于每个方法在执行时都会创建一个
栈帧(Stack Frame)
用于存储局部变量表
、操作数栈
、动态链接
、方法出口
等信息。所以在main方法执行时,会为main方法创建一个栈帧,其中局部变量中有demo示例对象的地址引用; - 在main方法运行到
demo.compute()
这段代码时,因其调用了方法compute,为此JVM会在main线程的线程栈中创建compute()方法的栈帧; - 在运行
int a = 1; int b = 2;
后,会分别将这两个变量存储到局部变量表中; - 在执行
int c = a + b;
过程中,首先会分别将保存在局部变量表中的a与b的值分别压入操作数栈
,然后弹出操作数栈中的两个栈顶元素(此处因为只有两个值,即1和2)做加法操作,并将结果压入操作数栈,最后将操作数栈的结果赋值给局部变量表中的c变量中; - compute()方法中的方法出口会保存main方法中执行到的代码行数;
- 而由于
方法区
存储的是常量、静态变量与类信息,所以示例代码中的静态常量A以及静态变量对象user都存储在方法区中; -
堆
中存储的主要是对象实例和数组,而示例代码中的两个实例对象user与demo都存放在堆中,由于堆一般情况下分配的内存空间是最大的,往往做JVM调优时都是对堆内存做调优。后续会单独出一篇关于堆中的垃圾回收机制,以及基于堆做JVM调优简单示例。
另外,本地方法
:简单地讲,一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口。一个Native Method是这样一个java的方法:该方法的实现由非java语言实现,比如C。java代码中会去调用C等操作系统底层代码(dll文件类似于jar包)。
而本地方法栈
:分配本地方法调用时要使用的内存空间。线程需要使用时,都会为线程分配独立的本地方法调用过程中需要使用的内存空间。
3.小结
本文主要是通过示例简单串联了各部分的作用,目的是为了避免大家死记硬背JVM中的概念,便于理解。如有错,望指出。
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