JVM认识

首先看一个下java运行过程:



Java Virtual Machine（Java虚拟机），它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机有自己完善的硬件架构,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息,使得Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。


JVM定义了控制Java代码解释执行和具体实现的五种规格，它们是：
　　*JVM指令系统
     由 操作码和操作数两部分组成

　　*JVM寄存器
JVM只设置了4个最为常用的寄存器。它们是：
　　pc程序计数器
　　optop操作数栈顶指针
　　frame当前执行环境指针
　　vars指向当前执行环境中第一个局部变量的指针

　　*JVM栈结构
    局部变量
　　执行环境
　　操作数栈

　　*JVM碎片回收堆
    Java类的实例所需的存储空间是在堆上分配的。

　　*JVM存储区
    JVM有两类存储区：常量缓冲池和方法区。常量缓冲池用于存储类名称、方法和字段名称以及串常量。方法区则用于存储Java方法的字节码。

虚拟机的内层循环的执行过程如下:
　　do{
　　取一个操作符字节;
　　根据操作符的值执行一个动作;
　　}while(程序未结束)


上面对虚拟机的各个部分进行了比较详细的说明，下面通过一个具体的例子来分析它的运行过程。
　　虚拟机通过调用某个指定类的方法main启动，传递给main一个字符串数组参数，使指定的类被装载，同时链接该类所使用的其它的类型，并且初始化它们。例如对于程序：
　　class HelloApp
　　{
　　public static void main(String[] args)
　　{
　　System.out.println("Hello World!");
　　for (int i = 0; i < args.length; i++ )
　　{
　　System.out.println(args);
　　}
　　}
　　}
　　编译后在命令行模式下键入： java HelloApp run virtual machine
　　将通过调用HelloApp的方法main来启动java虚拟机，传递给main一个包含三个字符串"run"、"virtual"、"machine"的数组。现在我们略述虚拟机在执行HelloApp时可能采取的步骤。
　　开始试图执行类HelloApp的main方法，发现该类并没有被装载，也就是说虚拟机当前不包含该类的二进制代表，于是虚拟机使用ClassLoader试图寻找这样的二进制代表。如果这个进程失败，则抛出一个异常。类被装载后同时在main方法被调用之前，必须对类HelloApp与其它类型进行链接然后初始化。链接包含三个阶段：检验，准备和解析。检验检查被装载的主类的符号和语义，准备则创建类或接口的静态域以及把这些域初始化为标准的默认值，解析负责检查主类对其它类或接口的符号引用，在这一步它是可选的。类的初始化是对类中声明的静态初始化函数和静态域的初始化构造方法的执行。一个类在初始化之前它的父类必须被初始化。