JVM运行机制
今天我们来聊聊jvm的运行机制，从而了解java程序的运行原理。作为一个高级java程序员，不仅要会编码，而且还要明白自己的程序是如何运行的，这样我们就能在后续的程序调优方面得心应手。接下来从以下几个方面来了解JVM的运行原理。
1.Java程序编译过程
Java程序的编译过程简单来说就是java源程序（.java文件）到Jvm字节码（.class文件）的过程，主要由Java编译器来完成。在编译一个java类程序之前先编译所依赖的所有类。
编译的过程大致分为三个过程
（编译命令：javac hello.java）
1） 词法分析和输入符号表
2） 注解处理
3） 语义分析和生成字节码
详细过程：
源代码文件*.java -> 词法分析器 -> tokens流 -> 语法分析器 -> 语法树/抽象语法树 -> 语义分析器 -> 注解抽象语法树 -> 字节码生成器 -> JVM字节码文件*.class
编译后的Class文件主要包含三项内容
（查看class文件结构命令：javap –c hello）
1） 结构信息：class文件相关信息
2） 元信息：源码中的声明和常量信息
3） 方法信息：源码中的语句和表达式对应的字节码
2.Java程序加载过程
Java程序的加载过程就是.class被加载到jvm内存中的过程，主要由类加载器ClassLoader完成。
类加载器的分类主要分为四类，分别加载不同的路径：
- 根加载器Bootstrap ClassLoader
- 扩展加载器 Ext ClassLoader
- 系统应用加载器 App ClassLoader
- 用户自定义加载器 Custom ClassLoader
JVM对类的加载过程分为三步：
1） 装载：负责将二进制文件加载到Jvm内存中。
2） 链接：负责二进制文件格式校验，初始化装载类中的静态变量以及解析类中调用的接口和类。
3） 初始化：静态初始化代码，构造器、静态属性初始化以及jvm指定的初始化代码。
3.Java程序执行过程
完成各种初始化工作之后，然后交由jvm执行引擎来进行处理，执行引擎把字节码转为机器码，然后操作系统才可以真正调用，在硬件环境上执行代码。执行引擎的通过Java字节码解释器（一行一行解释字节码）和JIT即时编译器（对热代码整段编译）来完成机器码的翻译工作。
4.JVM启动流程
Jvm执行一个main方法前都要进行哪些准备工作。主要步骤有：
1） 配置JVM装载环境：JVM.dll文件的查找和装载
2） 解析虚拟机参数：解析参数，验证参数
3） 设置线程栈大小：根据系统类型，加载配置文件，不同系统，线程栈的大小都不同
4） 执行Java main方法
5.JVM基本结构
接下来分别介绍以上几个重要的内容
PC寄存器：每个线程都会拥有一个PC寄存器，随线程的创建而创建，PC寄存器的作用就是执行下一条指令执行的地址。在执行本地方法时，PC寄存器的值为undefined。
方法区：保存类装载的信息（类型的常量信息，方法信息，方法字节码），方法区通常和永久区联系在一起。
Java堆：这是和我们程序员密切相关的一部分，new出来的每个对象都在堆中，java堆也是线程共享的。
Java栈：栈由一系列的帧组成，因此也称栈帧，它是线程私有的。帧保存一个方法的局部变量，操作数栈，常量池指针，每一次的方法调用都会创建一个帧，然后压栈。
6.JVM内存模型
JVM的内存模型设计也是非常的巧妙。每一个线程都会有一个工作内存和主存独立，而每个工作内存中的存放的是主存中共享变量的拷贝。
对于JVM的了解，作为一个优秀程序员是必修课，因为只有了解了java程序内部的运行原理，才能够更好的理解自己所写的程序，也能够更好的优化自己的程序。正所谓：知己知彼，百战不殆。
