什麼是JVM？
虛擬機是物理機器的軟件實現。Java是用在VM上運行的WORA（Write Once Run Anywhere）概念而開發的。編譯器將Java文件編譯爲Java .class文件，然後將.class文件輸入到JVM中，JVM會加載並執行類文件。
這是JVM的架構圖
JVM基本概念
（1）基本概念：
JVM是可運行Java代碼的假想計算機 ，包括一套字節碼指令集、一組寄存器、一個棧、一個垃圾回收，堆 和 一個存儲方法域。JVM是運行在操作系統之上的，它與硬件沒有直接的交互。
(2) 運行過程：
我們都知道Java源文件，通過編譯器，能夠生產相應的.Class文件，也就是字節碼文件，而字節碼文件又通過Java虛擬機中的解釋器，編譯成特定機器上的機器碼 。
也就是如下
① Java源文件—->編譯器—->字節碼文件
② 字節碼文件—->JVM—->機器碼
每一種平臺的解釋器是不同的，但是實現的虛擬機是相同的，這也就是Java爲什麼能夠跨平臺的原因了 ，當一個程序從開始運行，這時虛擬機就開始實例化了，多個程序啓動就會存在多個虛擬機實例。程序退出或者關閉，則虛擬機實例消亡，多個虛擬機實例之間數據不能共享。
(3) 三種JVM:
- Sun公司的HotSpot
- BEA公司的JRockit
- IBM公司的J9 JVM
在JDK1.7及其以前我們所使用的都是Sun公司的HotSpot，但由於Sun公司和BEA公司都被oracle收購，Jdk1.8將採用Sun公司的HotSpot和BEA公司的JRockit兩個JVM中精華形成jdk1.8的JVM。
JVM如何工作？
如上面架構圖所示，JVM分爲三個主要子系統：
- 類加載器子系統（Class Loader Subsystem）
- 運行時數據區（Runtime Data Area）
- 執行引擎（Execution Engine）
一、類加載器子系統
Java的動態類加載功能由類加載器子系統處理。它在運行時，而不是編譯時首次引用類的時候加載、鏈接、並初始化類文件。
1.加載
類將通過此組件加載。Boot Strap Class Loader，Extension Class Loader和Application Class Loader是有助於實現的三個類加載器。
- Boot Strap Class Loader——負責加載來自於Bootstrap類路徑的類，就是rt.jar。此加載程序將給予最高優先級。
- Extension Class Loader——負責加載在ext文件夾（jre lib）內的類。
- Application Class Loader——負責加載應用程序級類路徑，路徑提到環境變量等
上面的類記載器在加載類文件時遵循Delegation Hierarchy 算法。
2.鏈接
- 驗證——字節碼驗證器將驗證生成的字節碼是否正確，如果驗證失敗，我們將得到verification error。
- 準備——對於所有的靜態變量，內存將被分配和配置默認值。
- 解決——所有的符號存儲器引用都將替換爲來自Method Area的原始引用。
3.初始化
這是類加載的最後階段，這裏所有的靜態變量都將被賦予原始值，並執行靜態塊。
二、運行時數據區
運行時數據區分爲5個主要組件：
（1）方法區——所有的類級別數據將存儲在這裏，包括靜態變量。每個JVM只有一個方法區，並且它是一個共享資源。
（2）堆區域——所有對象及其對應的實例變量和數組將存儲在這裏。每個JVM也有一個堆區域。由於方法和堆區域共享多個線程的內存，因此所存儲的數據非線程安全。
（3）堆棧區——對於每個線程，將創建一個單獨的運行時棧。對於每個方法調用，將在堆棧存儲器中產生一個條目，稱爲堆棧幀。所有局部變量將在堆棧內存中創建。堆棧區域是線程安全的，因爲它不是共享資源。堆棧幀分爲三個子元素：
- 局部變量數組：與方法相關，涉及局部變量，並在此存儲相應的值
- 操作數堆棧：如果需要執行任何中間操作，操作數堆棧將充當運行時工作空間來執行操作
- 幀數據：對應於方法的所有符號存儲在此處。在任何異常的情況下，捕獲的區塊信息將被保持在幀數據中；
（4）PC寄存器——每個線程都有單獨的PC寄存器，用於保存當前執行指令的地址，一旦指令執行，PC寄存器將更新到下一條指令。
（5）本地方法堆棧——本地方法堆棧保存本地方法信息。對於每個線程，將創建一個單獨的本地方法堆棧。
三、執行引擎
分配給運行時數據區的字節碼將由執行引擎執行。執行引擎讀取字節碼並逐個執行它。
解釋器——解釋器解釋字節碼較快，但執行慢。解釋器的缺點是當一個方法被多次調用時，每次都需要新的解析。
JIT編譯器——JIT編譯器消除了解釋器的缺點。執行引擎將在轉換字節碼時使用解釋器的幫助，但是當它發現重複的代碼時，它使用JIT編譯器，編譯器會編譯整個字節碼並將其更改爲本地代碼。這個本地代碼將直接用於重複的方法調用，從而提高系統性能。
- 中間代碼生成器：生成中間代碼
- 代碼優化器：負責優化上面生成的中間代碼
- 目標代碼生成器：負責生成機器代碼或本地代碼
- 分析器：一個特殊組件，負責查找熱點，即該方法是否被多次調用；
垃圾收集器：收集和刪除未引用的對象。可以通過調用“System.gc（）”觸發垃圾收集器，但不能保證執行。JVM的垃圾回收收集創建的對象。
Java本機接口（JNI）：JNI將與本地方法庫進行交互，並提供執行引擎所需的本地庫。
本地方法庫：它是執行引擎所需的本地庫的集合。
本文對JVM架構只是概述， 作爲一名Java使用者，掌握JVM的體系結構是很有必要的
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