Java虛擬機的體系結構和內存模型是什么

這篇文章主要介紹“Java虛擬機的體系結構和內存模型是什么”，在日常操作中，相信很多人在Java虛擬機的體系結構和內存模型是什么問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”Java虛擬機的體系結構和內存模型是什么”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

Java 虛擬機體系結構

類裝載子系統

Java虛擬機有兩種類裝載器，分別是啟動類裝載器和用戶自定義裝載器。

通類裝載子系統通過類的全限定名（包名和類名，網絡裝載還包括 URL）將 Class  裝載進運行時數據區。對于每一個被裝載的類型，Java虛擬機都會創建一個java.lang.Class類的實例來代表該類型，該實例被放在內存中的堆 區，而裝載的類型信息則位于方法區，這一點和所有其他對象都是一樣的。

類裝載子系統在裝載一個類型前，除了要定位和導入對應的二進制class文件外，還要驗證導入類的正確性，為類變量分配并初始化內存，以及解析符號引用為直接引用，這些動作嚴格按照以下順序進行：

1）裝載——查找并裝載類型的二進制數據；

2）連接——執行驗證，準備以及解析(可選)

3）驗證 確保被導入類型的正確性

4）準備 為類變量分配內存，并將其初始化為默認值

5）解析 把類型中的符號引用轉換為直接應用

方法區

對于每一個被類裝載子系統裝載的類型，虛擬機都會保存下列數據到方法區：

• 類型的全限定名

• 類型超類的全限定名(java.lang.Object沒有超類)

• 類型是類類型還是接口類型

• 類型的訪問修飾符

• 任何直接超接口的全限定名有序列表

除了上述基本類型信息，還將保存如下信息：

• 類型的常量池

• 字段信息(包括字段名、字段類型、字段修飾符)

• 方法信息(包括方法名、返回類型、參數的數量和類型、方法修飾符，如果方法不是抽象和本地的，還將保存方法的字節碼、操作數棧和該方法棧幀中的局部變量區的大小和異常表)

• 常量以外的所有類變量(其實就是類的靜態變量，因為靜態變量是所有實例共享的，且與類型直接相關，所以他們是類一級的變量，作為類的成員被保存在方法區)

一個到類ClassLoader的引用

//返回的就是剛才保存的ClassLoader引用  
String.class.getClassLoader();

一個到Class類的引用

//將返回剛才保存的Class類的引用  
String.class;

注意，方法區也是可以被垃圾回收器回收的。

堆

Java程序在運行時創建的所有類實例或數組都放在同一個堆中，而每一個Java虛擬機也是有一個對空間，所有線程共享一個堆(這就是一個多線程的Java程序會產生對象訪問的同步問題的原因了)。

由于每一種Java虛擬機都有對虛擬機規范的不同實現，所以我們可能不知道每一種Java虛擬機在堆中是以何種形式表示對象實例的，不過我們可以通過下面這可能的實現來一窺端倪：

程序計數器

對于運行中的Java程序而言，每一個線程都有自己的PC（程序計數器）寄存器，它是在該線程啟動時創建的，大小為一個字長，用來保存需要被執行的下一行代碼的位置。

Java棧

每一個線程都有一個Java棧，以棧幀為單位保存線程的運行狀態。虛擬機對Java棧的操作有兩種：壓棧和出棧，二者都已幀為單位。棧幀保存了傳入參數、局部變量、中間運算結果等數據，在方法完成時被彈出，然后釋放。

看一下兩個局部變量相加時棧幀的內存快照

本地方法棧

這是 Java 調用操作系統本地庫的地方，用來實現 JNI（Java Native Interface，Java 本地接口）

執行引擎

Java虛擬機的核心，控制裝入 Java 字節碼并解析；對于運行中的Java程序而言，每一個線程都是一個獨立的虛擬機執行引擎的實例，從線程生命周期的開始到結束，他要么在執行字節碼，要么在執行本地方法。

本地接口

連接了本地方法棧和操作系統庫。

注:文中所有提到”Java虛擬機”的地方都是指”JavaEE和JavaSE平臺的Java虛擬機規范”。

到此，關于“Java虛擬機的體系結構和內存模型是什么”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！