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【JVM】Java Virtual Machine全文导航


絮絮叨叨:为什么会想写这个系列的文章?
我自己看了许多的关于JVM的书籍和视频,但是还是感觉众位前辈大佬们将JVM每一部分切的太碎,导致自己总是记住东边忘西边,我时常在想为什么记不住,有一次偶然灵感爆发,我觉得我记不住不是因为记性不好,而是没有一个全局视角,JVM本就是一个协同工作的整体,我为什么一定要分开来一块一块的学习呢?于是就有了这个系列文章。

JVM整体架构图

JVM整体架构
上图中,我们看到整个程序的入口是.class文件,其实在此之前我们还做了很多的事情,这些事情并不属于JVM的管辖范畴,而是属于JDK的范畴,大致步骤为使用javac命令将.java文件编译为.class文件,使用java命令启动Java虚拟机。

类装载子系统

当你使用java命令启动含有main函数的java程序,这时候就启动了一个Java虚拟机,其首先会运行类装载子系统,将需要用到的class文件加载至运行时数据区。

运行时数据区

运行时数据区主要负责管理内存,存储数据。

执行引擎

执行引擎不断地与运行时数据区交互,完成代码的执行

本地方法接口

当然有一些java方法其实是调用的c的方法,因此执行引擎也不断地在与本地方法接口交互,本地方法执行也需要使用内存,因此本地方法也不断地与运行时数据区交互。




上面的架构图只是小试牛刀,其实我们还是不知道JVM是怎样运行的,那么接下来我们一步一步破解JVM运行的秘密。为了保主干清晰,下面的所有的介绍都将跳转到我的另一篇文章,其实你也可以把这篇文章当作JVM的一个目录或者导航。

过程1:class文件的静态解读

抛开我直接告诉你的架构图,我们还是不知道JVM是怎样成功运行起来的,但是我们知道想要运行java程序,首先需要将.java文件编译成.class文件,这里貌似隐藏着我们的第一步,我们首先先看一看class文件的秘密吧。
链接

过程2:class文件的加载

在这里插入图片描述
我们把运行时数据区拆开了讲,就可以看到上图的结构

  1. 方法区:当.class文件被类加载子系统加载到内存时,会对每个类生成一个Class文件,其被放在方法区,也就是说没有方法区就没有类。
  2. Java程序都是从某个主线程的main方法开始执行的,JVM会为每个线程创建一个调用栈,而main方法会作为栈帧被压入调用栈的最底部。
  3. PC寄存器每个线程都有一份,记录着下一条待执行指令的地址
  4. 堆中存放着对象,然后由栈帧中的局部变量表引用该对象。
  5. Java的部分方法是由native关键字标识,说明该方法调用的是c方法,因此我们需要使用到操作系统的本地方法,所以JVM由一个本地方法栈。