JVM知识点

JVM知识点

JVM的运行机制

JVM是用于运行Java字节码的虚拟机,包括一套字节码指令集、一组程序寄存器、一个虚拟机栈、一个虚拟机堆、一个方法区和一个垃圾回收器。JVM运行在操作系统
之上,不与硬件设备直接交互。

Java源文件在通过编译器之后被编译成.class文件,.class文件又被JVM中的解释器翻译成机器码在不同的操作系统(Windows、Linux、MacOs)上运行。每种
操作系统的解释器都是不同的,但基于解释实现的虚拟机是相同的,这也是Java跨平台的原因。在一个Java进程开始运行后,虚拟机就开始实例化,有多个进程启动就会
实例化多个虚拟机实例。进程退出或者关闭,则虚拟机实例消亡,多个虚拟机实例之间不能共享数据。

Java程序的具体运行过程如下:

  1. Java源文件被编译器编译成字节码文件。
  2. JVM将字节码文件翻译成相应操作系统的机器码。
  3. 机器码调用相应的操作系统的本地方法库执行相应的方法。

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  • 类加载器子系统用于将编译好的.class文件加载到JVM中
  • 运行时数据区用于存储JVM运行过程中产生的数据
  • 执行引擎包括即时编译器和垃圾回收器,即时编译器用于将Java字节码翻译成具体的机器码,
    垃圾回收器用于回收在运行过程中不再使用的对象
  • 本地接口库用于调用操作系统的本地方法库完成具体的指令操作

多线程

在多核操作系统上,JVM允许在一个进程内同时并发执行多个线程。JVM中的线程与操作系统中的线程是相互对应的,在JVM线程的本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、
程序计数器等准备工作都完成时,JVM会调用操作系统的接口创建一个与之对应的原生线程;在JVM线程中运行结束时,原生线程随之会被回收。操作系统负责调度所有线程,
并为其分配CPU时间片,在原生线程初始化完毕后,就会调用Java线程的run()方法,执行该线程;在线程结束时,会释放原生线程和Java线程所对应的资源。

在JVM后台运行的线程主要有以下几个:

  • 虚拟机线程:JVM执行任务的线程,执行run()方法
  • 周期性任务线程:通过定时器调度线程,实现周期性操作
  • GC线程:垃圾回收
  • 编译器线程:编译器线程在运行时将字节码动态编译成本地平台的机器码,是JVM跨平台的体现
  • 信号分发线程:接收发送到JVM信号并调用JVM方法