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JVM - 01基础知识

Posted on 2021-02-20 20:35  Kingdomer  阅读(47)  评论(0编辑  收藏  举报

JVM - 01基础知识

(1)三种JVM

  • Sun公司的HotSpot
  • BEA公司的JRockit
  • IBM公司的J9 VM

(2)JVM运行时数据区

  • 方法区、  堆 :                  线程共享的数据区
  • 虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器 :  线程私有的数据区
  • 执行引擎、本地库接口

(3)JDK、JRE、JVM

  • JDK: Java Developer's Kit(java开发工具包),    程序员使用,包括调试工具、运行你编写的JAVA程序和JVM
  • JRE: Java Runtime Environment(java运行环境), 运行你编写的JAVA程序和JVM
  • JVM: Java Virtual Machine(java虚拟机),       运行.class程序

(3.1)JVM — java virtual machine

JVM就是我们常说的java虚拟机,它是整个java实现跨平台的最核心的部分,所有的java程序会首先被编译为.class的类文件,这种类文件可以在虚拟机上执行,也就是说class并不直接与机器的操作系统相对应,而是经过虚拟机间接与操作系统交互,由虚拟机将程序解释给本地系统执行。

JVM是Java平台的基础,和实际的机器一样,它也有自己的指令集,并且在运行时操作不同的内存区域。JVM通过抽象操作系统和CPU结构,提供了一种与平台无关的代码执行方法,即与特殊的实现方法、主机硬件、主机操作系统无关。但是在一些小的方面,JVM的实现也是互不相同的,比如垃圾回收算法,线程调度算法(可能不同OS有不同的实现)。

JVM的主要工作是解释自己的指令集(即字节码)到CPU的指令集或OS的系统调用,保护用户免被恶意程序骚扰。JVM对上层的Java源文件是不关心的,它关注的只是由源文件生成的类文件(class file)。类文件的组成包括JVM指令集,符号表以及一些补助信息。

(3.2)JRE — java runtime environment

JRE是指java运行环境。光有JVM还不能成class的执行,因为在解释class的时候JVM需要调用解释所需要的类库lib。在JDK的安装目录里你可以找到jre目录,里面有两个文件夹bin和lib,在这里可以认为bin里的就是jvm,lib中则是jvm工作所需要的类库,而jvm和lib和起来就称为jre。所以,在你写完java程序编译成.class之后,你可以把这个.class文件和jre一起打包发给朋友,这样你的朋友就可以运行你写程序了。(jre里有运行.class的java.exe)

JRE是Sun公司发布的一个更大的系统,它里面就有一个JVM。JRE就与具体的CPU结构和操作系统有关,我们从Sun下载JRE的时候就看到了不同的各种版本。同JVM一起组成JRE的还有一些API(如awt,swing等)。JRE是运行Java程序必不可少的。

JRE(Java Runtime Environment),是运行Java程序必不可少的(除非用其他一些编译环境编译成.exe可执行文件……),JRE的地位就象一台PC机一样,我们写好的Win32应用程序需要操作系统帮我们运行,同样的,我们编写的Java程序也必须要JRE才能运行。

(3.3)JDK — java development kit

JDK是java开发工具包,基本上每个学java的人都会先在机器上装一个JDK,那他都包含哪几部分呢?让我们看一下JDK的安装目录。在目录下面有六个文件夹、一个src类库源码压缩包和其他几个声明文件。其中,真正在运行java时起作用的是以下四个文件夹:bin、include、lib、 jre。现在我们可以看出这样一个关系,JDK包含JRE,而JRE包含JVM。

  • bin:     最主要的是编译器(javac.exe)
  • include: java和JVM交互用的头文件
  • lib:     类库
  • jre:     java运行环境
  • 注意:这里的bin、lib文件夹和jre里的bin、lib是不同的。总的来说,JDK是用于java程序的开发,而jre则是只能运行class而没有编译的功能。
  • eclipse、idea等其他IDE有自己的编译器而不是用JDK bin目录中自带的,所以在安装时你会发现他们只要求你选中jre路径就ok了。

(3.4)JIT - Just In Time compilation

JIT 代表即时编译(Just In Time compilation),当代码执行的次数超过一定的阈值时,会将Java字节码转换为本地代码。

如主要的热点代码会被转换为本地代码,这样有利大幅度提高 Java 应用的性能。

(4)64位JVM中,int的长度是多少位

Java 中,int类型变量的长度是一个固定值,与平台无关,都是 32 位。意思就是说,在 32 位 和 64 位 的 Java 虚拟机中,int 类型的长度是相同的。

(5)如何通过Java程序来判断JVM是32位还是64位

可以检查某些系统属性如 sun.arch.data.model 或 os.arch 来获取该信息。

(6)32位和64位JVM的最大堆内存是多少

  • 理论上说,32位的JVM堆内存可以到达2^32,即 4GB,但实际上会比这个小很多。不同操作系统之间不同,如 Windows 系统大约 1.5GB,Solaris 大约3GB。
  • 64位JVM允许指定最大的堆内存,理论上可以达到 2^64。这是一个非常大的数字,实际上你可以指定堆内存大小到100GB。甚至有的JVM,如Azul,堆内存到 1000G 都是可能的。

(7)如何获取Java程序使用的内存?堆使用的百分比?

  • 可以通过 java.lang.Runtime 类中与内存相关方法来获取剩余的内存,总内存及最大堆内存。也可以获取到堆使用的百分比及堆内存的剩余空间。
    • Runtime.freeMemory()方法:  返回剩余空间的字节数。
    • Runtime.totalMemory()方法: 总内存的字节数。
    • Runtime.maxMemory()方法:   返回最大内存的字节数。 

(8)OSGI(动态模型系统)

OSGi(Open Service Gateway Initiative),是面向 Java 的动态模型系统,是 Java 动态化模块化系统的一系列规范。

(8.1)动态改变构造

OSGi 服务平台提供在多种网络设备上无需重启的动态改变构造的功能。为了最小化耦合度和促使这些耦合度可管理, OSGi技术提供一种面向服务的架构,它能使这些组件动态地发现对方。

(8.2)模块化编程与热插拔

  • OSGi 旨在为实现Java程序的模块化编程提供基础条件,基于OSGi的程序很可能可以实现模块级的热插拔功能,当程序升级更新时,可以只停用、重新安装然后启动程序的其中一部分,这对企业级程序开发来说是非常具有诱惑力的特性。
  • OSGi 描绘了一个很美好的模块化开发目标,而且定义了实现这个目标的所需要服务与架构,同时也有成熟的框架进行实现支持。
    • 但并非所有的应用都适合采用 OSGi 作为基础架构,它在提供强大功能同时,也引入了额外的复杂度,因为它不遵守了类加载的双亲委托模型。