JVM 学习-简介

1 JVM简介  

JVM 全称是Java Virtual Machine，Java虚拟机，也就是在计算机上再虚拟一个计算机。我们知道计算机的基本构成是：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，那这个 JVM 也是有这成套的元素，运算器是当然是交给硬件 CPU 还处理了，只是为了适应“一次编译，随处运 行”的情况，需要做一个翻译动作，于是就用了 JVM 自己的命令集，这与汇编的命令集有点类似， 每一种汇编命令集针对一个系列的 CPU，比如8086系列的汇编也是可以用在8088上的，但是就不 能跑在 8051 上，而JVM的命令集则是可以到处运行的，因为 JVM 做了翻译，根据不同的 CPU，翻 译成不同的机器语言。

  对于做java开发的人员，JVM当中，我们最需要了解其内存的处理。也就是我们写的类、方法、变量、常量如何存在内存中。  

2 JVM的组成部分 

我们先把 JVM 这个虚拟机画出来，如下图所示： 

从这个图中可以看到，JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。我们再来看下 JVM有哪些组成部分，如下图所示：  

 

整个 JVM分为四部分：
Class Loader 类加载器 类加载器的作用是加载类文件到内存，比如编写一个 HelloWord.java程序，然后通过 javac 编译成 class 文件，那怎么才能加载到内存中被执行呢？Class Loader 承担的就是这个责任，那 不可能随便建立一个.class 文件就能被加载的，Class Loader加载的 class文件是有格式要求， 在《JVM Specification》中式这样定义 Class文件的结构： 

     ClassFile{

     u4 magic; 
     u2 minor_version;
 
     u2 major_version; 
     u2 constant_pool_count; 
     cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]; 
     u2 access_flags; 
     u2 this_class; 
     u2 super_class; 
     u2 interfaces_count; 
     u2 interfaces[interfaces_count]; 
     u2 fields_count; 
     field_info fields[fields_count]; 
     u2 methods_count; 
     method_info methods[methods_count]; 
     u2 attributes_count; 
     attribute_info attributes[attributes_count]; }

需要详细了解的话，可以仔细阅读《JVM Specification》的第四章“The class File Format”， 这里不再详细说明。

友情提示：Class Loader只管加载，只要符合文件结构就加载，至于说能不能运行，则不是 它负责的，那是由 Execution Engine 负责的。

• Execution Engine

 

执行引擎 执行引擎也叫做解释器(Interpreter)，负责解释命令，提交操作系统执行。

 

• Native Interface 

本地接口 本地接口的作用是融合不同的编程语言为 Java 所用，它的初衷是融合 C/C++程序，Java 诞生 的时候是 C/C++横行的时候，要想立足，必须有一个聪明的、睿智的调用 C/C++程序，于是就在内 存中专门开辟了一块区域处理标记为 native的代码，它的具体做法是 Native Method Stack中登 记 native方法，在Execution Engine 执行时加载native libraies。目前该方法使用的是越来越 少了，除非是与硬件有关的应用，比如通过 Java程序驱动打印机，或者 Java系统管理生产设备， 在企业级应用中已经比较少见，因为现在的异构领域间的通信很发达，比如可以使用 Socket 通信， 也可以使用 Web Service等等，不多做介绍。

 

 

• Runtime data area 

运行数据区 运行数据区是整个 JVM 的重点。我们所有写的程序都被加载到这里，之后才开始运行，Java 生态系统如此的繁荣，得益于该区域的优良自治，下一章节详细介绍之。 整个 JVM 框架由加载器加载文件，然后执行器在内存中处理数据，需要与异构系统交互是可以慢慢琢磨 JVM 通过本地接口进行，瞧，一个完整的系统诞生了！