做网站的叫什么职位,佛山规划建设局网站,长沙本地公众号,拍卖网站建设目录 一、什么是JVM#xff08;Java虚拟机#xff09;#xff1f;
二、JVM的功能
三、JVM的功能-即时编译
四、常见的JVM
五、JVM的组成
五、JVM的工作流程 参考资料 一、什么是JVM#xff08;Java虚拟机#xff09;#xff1f;
在Java的世界里#xff0c;Java虚…
目录 一、什么是JVMJava虚拟机
二、JVM的功能
三、JVM的功能-即时编译
四、常见的JVM
五、JVM的组成
五、JVM的工作流程 参考资料 一、什么是JVMJava虚拟机
在Java的世界里Java虚拟机JVM扮演着至关重要的角色。它不仅是Java程序运行的环境更是实现“一次编写到处运行”的关键。本文将深入探讨JVM的核心组成部分从类加载到执行引擎解开JVM神秘的面纱。 JVM本质上是一个运行在计算机上的程序他的职责是运行Java字节码文件。
JVM即Java虚拟机是一个用于执行Java字节码的虚拟计算机。它是在硬件或操作系统上构建的一个软件层使Java字节码可以在不同的平台上运行。即时编译Just-In-Time compilation是JVM的一个关键功能它允许JVM在运行时将字节码编译成本地代码以提高程序的性能。
即时编译的主要功能如下
预编译Compile-Ahead-Of-TimeJVM首先将Java源代码编译成字节码然后这些字节码在运行时被即时编译成本地代码。这种预编译的方式使得程序在第一次运行时不需要进行编译从而提高了程序的启动速度。热点代码优化JVM通过热点代码优化技术来提高程序的运行效率。热点代码是指被频繁执行的代码。JVM在运行时收集这些热点代码的执行信息并将它们编译成更高效的本地代码。这种优化可以显著提高程序的性能特别是对于那些频繁运行的代码。动态编译即时编译还支持动态编译。这意味着JVM可以根据程序在运行时的行为动态地调整编译策略。例如如果某个方法没有被频繁调用那么JVM可以暂时不将其编译成本地代码以节省资源。相反如果某个方法被频繁调用JVM可以将其优先编译成本地代码以提高程序的运行效率。内存管理和垃圾回收JVM还提供了内存管理和垃圾回收的功能。这些功能可以帮助程序员更好地管理内存资源并提高程序的可靠性。
总之即时编译是JVM的一个重要功能它可以帮助程序员提高程序的性能和可靠性。通过将Java字节码编译成本地代码JVM可以减少解释字节码所需的时间从而提高程序的执行速度。同时即时编译还可以根据程序在运行时的行为动态地调整编译策略以进一步提高程序的性能。 将字节码文件转换成计算机可以看懂的机器码文件。这就是Java虚拟机的主要功能。
二、JVM的功能 三、JVM的功能-即时编译 JVM可以将热点的代码字节指令保存到内存中等到再次执行时可以直接调用。 四、常见的JVM
常见的JVM包括HotSpot、JRockit、J9等。
HotSpot是较新的Java虚拟机技术用来代替JITjust-in-time compilation及时编译技术可以大大提高Java运行的性能。HotSpot将常用的部分代码编译为本地原生native代码这样显著提高了性能。它从运行应用中采样数据从而可以优化代码进而得到良好性能。HotSpot引擎可以集中精力来对HotSpot代码进行深度优化从而使这部分代码的执行更加迅捷。但它的启动时间较长。
JRockit是BEA公司开发的可以直接运行在自家Hypervisor系统上的JRockit VM的虚拟化版本JRockit VM不需要操作系统的支持或者说它自己本身实现了一个专用操作系统的必要功能如文件系统、网络支持等。
IBM J9是IBM开发的Java虚拟机它也支持即时编译技术。 我们开发时基本都会优先选择使用HotSpot。
五、JVM的组成
JVM主要组成有四个子系统组成类加载系统、运行时数据区域、执行引擎、本地方法接口。 类加载系统Class Loading System 加载Loading 加载是指查找字节码文件并创建一个Class对象的过程。字节码文件通常由Java编译器从Java源代码生成。验证Verification 确保字节码文件符合Java语言规范并且不包含不安全或非法的代码。准备Preparation 为类的静态变量分配内存并设置默认初始值。解析Resolution 将常量池中的符号引用替换为直接引用使得各个类之间能够正确地引用。 执行引擎Execution Engine 解释器Interpreter 将字节码文件逐行解释为机器码并执行。即时编译器Just-In-Time CompilerJIT 将整个字节码文件编译为机器码提高执行速度。栈操作Stack Operations 使用操作栈进行方法调用、参数传递等。 本地方法接口Native Interface 允许Java应用程序调用本地方法通常使用C或C编写的代码。Java的本地方法接口允许Java代码与本地库进行交互实现了Java与其他语言的衔接。JVM通过本地库接口与操作系统提供的库进行交互保证了Java程序的可移植性。 运行时数据区域Runtime Data Area 方法区Method Area 存储类的结构信息如类的字段、方法信息。堆Heap 存储对象实例包括程序运行时创建的对象。栈Stack 存储局部变量、方法调用和返回地址。程序计数器Program Counter 记录当前线程执行的字节码行号。本地方法栈Native Method Stack 执行本地方法时使用的栈。
Java程序能够在不同平台上实现“一次编写到处运行”的特性。类加载系统负责加载和验证Java类执行引擎负责执行Java代码本地方法接口提供了与底层系统的交互能力而运行时数据区域存储程序执行时的数据。JVM通过本地库接口与操作系统提供的库进行交互保证了Java程序的可移植性。 以上图来源于黑马课件 此图来源于《深入理解Java虚拟机》
五、JVM的工作流程
JVM的工作流程通常包括以下几个步骤
加载Loading 加载阶段是JVM启动的第一个阶段它负责从系统中加载Java类和接口的定义信息。加载阶段的主要任务是找到并加载Java类和接口的定义信息并将其存储在内存中。这些定义信息包括类的成员变量、成员方法、构造函数等。在加载阶段JVM还会对类的定义信息进行验证以确保其符合Java语言的规范。链接Linking 链接阶段是加载阶段的后续阶段它负责验证类的定义信息、为类的成员变量分配内存并设置默认值以及解析类的符号引用。在链接阶段JVM会对类进行一系列的验证以确保其符合Java语言的规范。如果验证不通过则会抛出异常。此外链接阶段还会为类的成员变量分配内存并设置默认值以及解析类的符号引用。符号引用是指用符号来引用类、方法、变量等的一种方式。初始化Initialization 初始化阶段是链接阶段的后续阶段它负责执行类的初始化代码。初始化阶段的主要任务是执行类的初始化代码包括静态初始化块和静态初始化方法。在初始化阶段JVM会执行类的静态代码块和静态变量的初始化代码。如果存在多个静态变量或静态代码块则会按照它们在类中的顺序依次执行。执行Execution 执行阶段是JVM的核心阶段它负责执行Java程序的字节码指令。执行阶段的主要任务是执行Java程序的字节码指令包括对成员变量的读写操作、方法的调用等。在执行阶段JVM会根据程序的指令逐条执行字节码指令从而实现Java程序的运行。卸载Unloading 卸载阶段是JVM的最后一个阶段它负责卸载不再被使用的Java类和接口的定义信息。卸载阶段的主要任务是回收被卸载的类占用的内存空间以便重新被使用。在卸载阶段JVM会回收被卸载的类占用的内存空间以便重新被使用。
以上就是JVM的基本工作流程不同的JVM实现可能会有一些差异比如内存分配策略、垃圾收集器类型等。
深入了解Java虚拟机我们不仅能够更好地理解Java程序的运行机制还能够优化程序性能、解决内存泄漏等问题。JVM的神秘面纱下是一个复杂而高效的执行环境为Java的成功贡献着重要的力量。让我们在编写Java程序的同时更加深入地认识JVM为程序的优化和调优提供更多的可能性。
参考资料
The Java® Virtual Machine Specification深入理解Java虚拟机第三版
