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作为开发人员,了解 JVM 的架构非常重要,因为它使我们能够更有效地编写代码。在本文中,我们将更深入地了解 Java 中的 JVM 架构以及 JVM 的不同组件。想了解有关java更多详细信息,建议参加Java培训,通过系统全面的学习,可以进步自己。
什么是 JVM?
虚拟机是物理机的软件实现。Java 是根据 WORA(一次编写,随处运行)的概念开发的,它在 VM 上运行。编译器将 Java 文件编译为 Java .class 文件,然后将该 .class 文件输入到 JVM 中,JVM 加载并执行该类文件。下面是JVM的架构图。
JVM 是如何工作的?
如上架构图所示,JVM主要分为三个子系统:类加载器子系统、运行时数据区、执行引擎。
1. 类加载器子系统
Java 的动态类加载功能由类加载器子系统处理。它加载,链接,并在运行时而不是编译时次引用类时初始化类文件。
1)加载
类将由该组件加载。BootStrap ClassLoader、Extension ClassLoader 和 Application ClassLoader 是三个有助于实现它的类加载器。在java培训中,不仅有理论知识的课程,还有大量实战项目学习,让你在实践中真正掌握java知识和技能。
l BootStrap ClassLoader – 负责从引导类路径加载类,除了 rt.jar。此加载程序将获得较。
l Extension ClassLoader – 负责加载 ext 文件夹 (jrelib) 中的类。
l Application ClassLoader——负责加载Application Level Classpath、路径提到的环境变量等。
上述类加载器在加载类文件时将遵循委托层次算法。
2)链接
l 验证 - 字节码验证器将验证生成的字节码是否正确,如果验证失败,我们将收到验证错误。
l 准备 - 对于所有静态变量,内存将被分配并分配默认值。
3)初始化
这是类加载的较后阶段,在这里,所有静态变量都将被赋予原始值,并且将执行静态块。
2. 运行时数据区
运行时数据区分为五个主要部分:
1)方法区——所有类级别的数据都将存储在这里,包括静态变量。每个JVM只有一个方法区,它是一个共享资源。Java培训班的课程都是系统全面的整体,无论个人基础的好坏,都能真正做到从0开始,循序渐进的过渡到实际项目演练,在实际项目中验证所学知识的掌握程度,这是个人自学难以企及的巨大优势。
2)堆区——所有对象及其对应的实例变量和数组都将存储在这里,每个 JVM 也有一个堆区。Method 和 Heap 区域为多个线程共享内存。
3)堆栈区——对于每个线程,将创建一个单独的运行时堆栈。对于每个方法调用,都会在堆栈内存中创建一个条目,称为堆栈帧。所有局部变量都将在堆栈内存中创建。堆栈区域是线程安全的,因为它不是共享资源。Stack Frame 分为三个子实体:
l 局部变量数组 - 与方法相关,涉及多少局部变量以及相应的值将存储在这里。
l 操作数栈——如果需要执行任何中间操作,操作数栈充当运行时工作区来执行操作。
l 帧数据——与方法对应的所有符号都存储在这里。在任何异常的情况下,catch 块信息将保存在帧数据中。
4)PC 寄存器——每个线程都有单独的 PC 寄存器,用于保存当前执行指令的地址,一旦指令执行,PC 寄存器将被下一条指令更新。
5)本机方法堆栈——本机方法堆栈保存本机方法信息。对于每个线程,将创建一个单独的本机方法堆栈。。对于初学者来说,参加java培训是一个很好的学习方法,有明确清晰的学习路线,有系统全面的教学课程,可以让你在短时间内学有所成,上岗。
3.执行引擎
分配给运行时数据区的字节码将由执行引擎执行,执行引擎读取字节码并逐段执行。
1)解释器——解释器更快地解释字节码,但执行速度很慢。解释器的缺点是当一个方法被多次调用时,每次都需要新的解释。
2)JIT 编译器——JIT 编译器消除了解释器的缺点。执行引擎将在解释器的帮助下转换字节码,但当它发现重复的代码时,它会使用 JIT 编译器,编译整个字节码并将其更改为本地代码。该原生代码将直接用于重复的方法调用,从而提高系统的性能。
l 中间代码生成器——生成中间代码
l 代码优化器——负责优化上面生成的中间代码
l 目标代码生成器——负责生成机器代码或本机代码
l 探查器——一个特殊的组件,负责查找热点,即是否多次调用该方法。
3)垃圾收集器——收集和删除未引用的对象。垃圾回收可以通过调用 System.gc() 来触发,但不能增加执行。JVM 的垃圾收集收集创建的对象。
Java 本地接口(JNI)将与本机方法库交互,并提供执行引擎所需的本机库。本机方法库是执行引擎所需的本机库的集合。Java是一个很不错的职业发展方向,很多想入行的小伙伴都会选择参加java培训来学习,这里有系统全面的课程,而且课程紧跟市场和企业需求,让你学到较新技能,提高竞争力,找到满意工作。
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