VM(虚拟机)是用软件实现的物理机,Java的一个重要的设计理念就是编写一次,到处运行,而运行的载体,就是VM。编译器会将Java文件编译成 .class 文件,JVM会加载并执行 .class 文件。下面的图展示了JVM的整体架构。
JVM在是如何工作的
如上图所示,JVM由三个子系统构成。
类加载子系统负责动态加载类,在运行时(而非编译时),当一个类初次被引用的时候,它将被加载、链接、初始化。
类加载子系统主要🈶️三个具体的类加载器,包括引导加载器(BootStrap ClassLoader), 扩展加载器(Extension ClassLoader),应用加载器(Application ClassLoader)
以上类加载器通过双亲委派模型执行类加载:
当一个类加载器收到类加载任务,会先交给其父类加载器去完成,因此最终加载任务都会传递到顶层的启动类加载器,只有当父类加载器无法完成加载任务时,才会尝试执行加载任务。
采用双亲委派的一个好处是比如加载位于rt.jar包中的类java.lang.Object,不管是哪个加载器加载这个类,最终都是委托给顶层的启动类加载器进行加载,这样就保证了使用不同的类加载器最终得到的都是同样一个Object对象。
初始化是类加载的最后一步,在这里静态变量会被赋予初值,静态方法区会被执行。
运行时数据区可以划分为五个区域
4. PC寄存器(PC Registers):每个线程都有单独的PC寄存器,用于保存当前执行指令的地址。一旦执行指令,PC寄存器将被下一条指令更新;
5. 本地方法堆栈(Native Method stacks):本地方法堆栈保存本地方法信息。对于每个线程,将创建一个单独的本地方法堆栈。
分配给运行时数据区的字节码将由执行引擎执行,执行引擎读取字节码并逐个执行。
3.1 解释器:解释器更快地解释字节码,但执行缓慢。解释器的缺点是当一个方法被调用多次时,每次都需要一个新的解释;
3.2 JIT编译器:JIT编译器消除了解释器的缺点。执行引擎将在转换字节码时使用解释器的帮助,但是当它发现重复的代码时,将使用JIT编译器,它编译整个字节码并将其更改为本地代码。这个本地代码将直接用于重复的方法调用,这提高了系统的性能。JIT的构成组件为:
3.3 垃圾收集器(Garbage Collector):收集和删除未引用的对象。可以通过调用“System.gc()”触发垃圾收集,但不能保证执行。JVM的垃圾回收对象是已创建的对象。
Java本机接口(JNI):JNI将与本机方法库进行交互,并提供执行引擎所需的本机库。
本地方法库(Native Method Libraries):它是执行引擎所需的本机库的集合。
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