JVM 组成

JVM 主要由四大部分组成:ClassLoader(类加载器),Runtime Data Area(运行时数据区,内存分区),Execution Engine(执行引擎),Native Interface(本地库接口),下图可以大致描述 JVM 的结构。

这四大组成部分可以换一种方式描述会更加好理解和记忆一些。JVM 是执行 Java 程序的虚拟计算机系统,那我们来看看执行过程:首先需要准备好编译好的 Java 字节码文件(即class文件),计算机要运行程序需要先通过一定方式(类加载器)将 class 文件加载到内存中(运行时数据区),但是字节码文件是JVM定义的一套指令集规范,并不能直接交给底层操作系统去执行,因此需要特定的命令解释器(执行引擎)将字节码翻译成特定的操作系统指令集交给 CPU 去执行,这个过程中会需要调用到一些不同语言为 Java 提供的接口(例如驱动、地图制作等),这就用到了本地 Native 接口(本地库接口)。

ClassLoader

ClassLoader 负责加载字节码文件即 class 文件,class 文件在文件开头有特定的文件标示,并且 ClassLoader 只负责class 文件的加载,至于它是否可以运行,则由 Execution Engine 决定。

Execution Engine

执行引擎,也叫 Interpreter。Class 文件被加载后,会把指令和数据信息放入内存中,Execution Engine 则负责把这些命令解释给操作系统,即将 JVM 指令集翻译为操作系统指令集。

Native Interface

负责调用本地接口的。他的作用是调用不同语言的接口给 JAVA 用,他会在 Native Method Stack 中记录对应的本地方法,然后调用该方法时就通过 Execution Engine 加载对应的本地 lib。原本多用于一些专业领域,如JAVA驱动,地图制作引擎等,现在关于这种本地方法接口的调用已经被类似于Socket通信,WebService等方式取代。

Runtime Data Area

Runtime Data Area 是存放数据的,分为五部分:Stack(虚拟机栈),Heap(堆),Method Area(方法区),PC Register(程序计数器),Native Method Stack(本地方法栈)。几乎所有的关于 Java 内存方面的问题,都是集中在这块。

执行引擎及本地方法接口不过多进行介绍,后续我们重点关注其余两个部分:

  1. 类加载器相关知识点,包括类的双亲委派加载机制,加载过程等。
  2. JVM 内存管理相关知识点,包括内存划分、常用设置、JVM 调优、垃圾回收及常见内存溢出问题的排查解决等。
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