深入了解Java虚拟机架构

JVM(Java 虚拟机)架构

JVM(Java虚拟机)是一种抽象机器。它是一种提供运行时环境的规范，可以在其中执行 java 字节码。

JVM 可用于许多硬件和软件平台(即 JVM 是平台相关的)。

JVM架构

让我们了解一下JVM的内部架构。它包含类加载器、Java虚拟机内存区域、执行引擎等。

1.类加载器

Classloader 是 JVM 的一个子系统，用于加载类文件。每当我们运行 java 程序时，它首先由类加载器加载。Java中有三个内置的类加载器。

Bootstrap ClassLoader：这是第一个类加载器，它是扩展类加载器的超类。它加载包含Java标准版所有类文件的rt.jar文件，如java.lang包类、java.net包类、java.util包类、java.io包类、java.sql包类等。

Extension ClassLoader：这是 Bootstrap 的子类加载器和 System 类加载器的父类加载器。它加载位于$JAVA_HOME/jre/lib/ext目录中的 jar 文件。

System/Application ClassLoader：这是扩展类加载器的子类加载器。它从类路径加载类文件。默认情况下，类路径设置为当前目录。您可以使用“-cp”或“-classpath”开关更改类路径。它也被称为应用程序类加载器。

//让我们看一个打印类加载器名称的例子  
公共类 ClassLoaderExample   
{  
    公共静态无效 主要（字符串 [] 参数）    
    {  
        // 让我们打印当前类的类加载器名称。   
        //Application/System类加载器会加载这个类  
        类 c=ClassLoaderExample。类；  
        System.out.println(c.getClassLoader());  
        //如果我们打印String的类加载器名称，它会打印null，因为它是一个  
        //在rt.jar中找到的内置类，因此它由Bootstrap类加载器加载  
        System.out.println( String.class .getClassLoader ());  
    }  
}     

输出：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@4e0e2f2a
空值

这些是 Java 提供的内部类加载器。如果要创建自己的类加载器，则需要扩展 ClassLoader 类。

2.类(方法)区

Class(Method) 区域存储每个类的结构，例如运行时常量池、字段和方法数据、方法的代码。

3.堆

它是分配对象的运行时数据区。

4.堆栈

Java Stack 存储帧。它保存局部变量和部分结果，并在方法调用和返回中发挥作用。

每个线程都有一个私有 JVM 堆栈，与线程同时创建。

每次调用方法时都会创建一个新框架。框架在其方法调用完成时被销毁。

5.程序计数器寄存器

PC(程序计数器)寄存器包含当前正在执行的Java虚拟机指令的地址。

6.原生方法栈

它包含应用程序中使用的所有本机方法。

7.执行引擎

它包含了：

虚拟处理器

解释器：读取字节码流然后执行指令。

Just-In-Time(JIT) 编译器：用于提高性能。JIT 同时编译具有相似功能的部分字节码，从而减少编译所需的时间。这里，术语“编译器”是指从Java虚拟机(JVM)的指令集到特定CPU的指令集的翻译器。

8.Java 原生接口

Java Native Interface (JNI) 是一个框架，它提供了一个接口来与用另一种语言(如 C、C++、Assembly 等)编写的另一个应用程序进行通信。Java 使用 JNI 框架将输出发送到控制台或与 OS 库进行交互。