第一章、JVM和Java体系架构

第一章、JVM和Java体系架构

JVM整体结构

• 方法区和堆是线程共享的
• Java栈、本地方法栈、程序计数器是线程独享的
• 执行引擎包含解释器、即时编译器、垃圾回收器

Java代码执行流程

JVM架构模型

Java编译器输入的指令流是基于栈的指令集架构

1. 基于栈的指令集架构
   1. 实现简单
   2. 不依赖于硬件，可移植性强
   3. 使用零地址指令分配方式，就是指令中没有操作数地址字段
   4. 指令简单，同样的功能使用的指令更多
2. 基于寄存器的指令集架构
   1. 性能更好
   2. 依赖于硬件
   3. 指令复杂，同样的功能使用的指令更少
   4. 以一地址指令、二地址指令、三地址指令为主

两种架构的举例

同样执行2+3这种逻辑操作，其指令分别如下：

基于栈的计算流程

iconst_2 //常量2入栈
istore_1
iconst_3 // 常量3入栈
istore_2
iload_1
iload_2
iadd //常量2/3出栈，执行相加
istore_0 // 结果5入栈

基于寄存器的计算流程

mov eax,2 //将eax寄存器的值设为1
add eax,3 //使eax寄存器的值加3

JVM生命周期

1. 虚拟机的启动
   1. 通过引导内加载器创建一个初始类，由虚拟机具体实现来指定。初始类再去调用main方法。
   2. 加载子类时需要先加载父类
2. 虚拟机的执行
   1. 运行java程序，实际上是运行JVM的一个进程
   2. java程序运行时，jvm运行，Java程序结束时，jvm结束
3. 虚拟机的退出
   1. Java程序退出，包含正常退出，异常、错误终止了程序
   2. 操作系统错误
   3. 程序里调用java.lang.System#exit，最终调用了native方法

其他JVM

Classic

世界上第一款虚拟机，只使用了解释器，性能不高

JRocket

最快的JVM，因为只使用了JIT，性能好。但是启动慢，需要编译所有字节码为本地机器指令。不过它专注于服务端，启动慢也就无所谓了。