JVM 基本组成

一、JVM概述

1. 为什么要学习JVM？

线上系统突然宕机，系统无法访问，甚至直接 OOM;
线上系统响应速度太慢，优化系统性能过程中发现 CPU 占用过高，原因是因为JVM 的 GC次数
过于频繁;
新项目上线，需要对JVM的各种参数进行设置;
面对上述实际工作中产生的问题，都需要对 JVM 有全面的掌握和了解。

2.JDKVJREVJVM

JDK:全称“Java Development Kit"Java开发工具包，提供javac编译器、jheap .jconsole等监控工具;

JRE:全称"Java Runtime Environment“Java 运行环境，提供 class Library 核心类库+JVM ;

JVM:全称“Java Virtual MachineJava 虚拟机，用于运行 Java 应用程序

3.Java程序执行过程

①编译:通过 javac 命令，调用 JDK 编译器，将 *.java 源文件编译成 *.class 字节码文件。

②执行:通过 java 命令，调用 JVM 虚拟机，执行 *.class 字节码文件。

4.跨平台的原因

实现跨平台的原因，主要有两个

①不同的平台，相同的源代码，编译的字节码是相同的，所以字节码文件可以在不同平台“通用”

②不同的平台，执行字节码时，都需要各白的 v 虚拟机版本，用于将字节码翻译成当前平台可以执行的机器码指令; 

5.JVM执行方式

JVM 以解释+编译混合模式，执行字节码文件。
1.JVM的执行方式以解释执行为主。执行过程中，JVM将每个字节码文件中的每个指令，通过解释器转换成当前平台可以识别的机器码，然后交给CPU 执行。
2.为了提高执行效率,JVM还会在运行期间，JVM通过热点代码的统计分析，识别高频的方法调用，循环体、公共模块等，当超过阈值时，JVM 会基于 JIT即时编译器(just-in-time compiler )将热点
代码转换成机器码，直接交给CPU 执行，提高执行效率。
a.client 模式下默认阈值是 1500 次，在server模式下是 10000 次。

JVM 解释器:程序执行的时候，解释器首先发挥作用，省去了编译器编译时间，加快程序的执行效率。
JIT 编译器:在程序运行过程中，随着时间的推移， JIT 开始慢慢发挥了作用,把热点代码编译成本地代码后，以后执行相同的代码，即可直接交给CPU 执行，带来更高的执行效率。

6.类加载器

        字节码必须通过类加载器，通过加载、验证、解析等校验步骤，将字节码文件中的类，加载至 v 的中运行时数据区，才可以执行字节码。

7.垃圾收集器

        JVM 在运行期间，通过 Garbage co1lctor 垃圾收集器，定期对运行时数据区进行垃圾对象的回收，从而实现了内存自动管理。

8.JVM组成结构

        JVM由类加载器、运行时数据区、JVM 解释器 、JIT 即时编译器、垃圾回收器、本地方法库等部分组成。
        由类加载器完成字节码文件的加载验证和解析，存储至运行时数据区，并由执行引擎中的解释器，完成字节码到机器码的解释执行。同时进行热点代码的统计分析，调用 JIT即时编译器将字节码直接编译成机器码，提高执行效率。JM运行期间的方法调、数据对象统一存放至运行时数据区。

   程序在执行之前先要把 java 代码转换成字节码（class 文件），jvm 首先需要把字节码通过一定的方式 类加载器（ClassLoader） 把文件加载到内存中的运行时数据区（Runtime Data Area） ，而字节码文件是 jvm 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器 执行引擎（Execution Engine） 将字节码翻译成底层系统指令再交由CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的接口 本地库接口（NativeInterface） 来实现整个程序的功能，这就是这 4 个主要组成部分的职责与功能。
       而我们通常所说的 JVM 组成指的是 运行时数据区（Runtime Data  Area） ，因为通常需要程序员调试分析的区域就是“运行时数据区”，或者更具体的来说就是“运行时数据区”里面的 Heap（堆）模块。

8.JAVA 程序的执行过程简单来说包括

1. JAVA 源代码编译成字节码；

2. 字节码校验并把 JAVA 程序通过类加载器加载到 JVM 内存中；

3. 在加载到内存后针对每个类创建 Class 对象；

4. 字节码指令和数据初始化到内存中；

5. 找到 main 方法，并创建栈帧；

6. 初始化程序计数器内部的值为 main ⽅法的内存地址；

7. 程序计数器不断递增，逐条执⾏JAVA字节码指令，把指令执⾏过程的数据存放到操作数栈中 （入栈），执行完成后从操作数栈取出后放到局部变量表中，遇到创建对象，则在堆内存中分配 ⼀段连续的空间存储对象，栈内存中的局部变量表存放指向堆内存的引⽤；遇到⽅法调⽤则再创 建⼀个栈帧，压到当前栈帧的上⾯。

 

原文地址：https://blog.csdn.net/m0_68041576/article/details/142465959

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