深入理解Java虚拟机 --- 初见JVM

虚拟机是啥？

所谓虚拟机(Virtual Machine)，就是一台虚拟的计算机它是一款软件，用来执行一系列虚拟计算机指令。大体上，虚拟机可以分为系统虚拟机和程序虚拟机。

• 大名鼎鼎的VMware就属于系统虚拟机，它们完全是对物理计算机的仿真，提供了一个可运行完整操作系统的软件平台。

• 程序虚拟机的典型代表就是Java虚拟机，它专门为执行单个计算机程序而设计，在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。

JVM

概念

JVM又称为Java虚拟机，专门为执行单个计算机程序而设计，在Java虚拟机中执行的指令我们称为Java字节码指令。

特点

• 一次编译，到处运行

• 自动内存管理

• 自动垃圾回收功能

作用

Java虚拟机就是二进制字节码的运行环境，负责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，如怎么取操作数，怎么处理操作数，处理结果放在哪里。

架构模型

JVM采用的是基于栈的指令集架构。还有一种是基于寄存器的指令集架构。

具体来说:这两种架构之间的区别:

• 基于栈式架构的特点

1. 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统

2. 设计和实现更简单，适用于资源受限的系统

3. 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

4. 不需要硬件支持，可移植性更好，更好实现跨平台

• 基于寄存器架构的特点

5. 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

6. 指令集架构则完全依赖硬件，可移植性差

7. 性能优秀和执行更高效

8. 花费更少的指令去完成一项操作

9. 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。

优点：跨平台，指令集小，编译器容易实现

缺点：性能下降，实现同样的功能需要更多的指令

生命周期

启动

通过引导类加载器创建一个初始类来完成的，这个类是由虚拟机的具体实现指定的。

执行

main()作为该程序初始线程的起点，任何其他线程均由该线程启动。JVM内部有两种线程：守护线程和非守护线程。守护线程具有自己结束自己生命周期的特性。main()是非守护线程。

消亡

正常情况下，当程序中的所有非守护线程都终止时，JVM才退出。

异常终止：

1、执行时遇到异常或错误

2、操作系统出现错误

3、某线程执行了Runtime类和System类的exit方法，或Runtime类的halt方法