2.1 jvm内存模型

时间：2020-07-02 09:35:51 阅读：90 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

1. java结构体系

Description of Java Conceptual Diagram（java结构）

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以上就是java结构体系, 主要由两部分构成,

第一部分是java 工具(Tools&Tool APIs), 比如java命令, javac, javap命令.

第二部分是: JRE,也就是java running enveriment. jre是Java的核心, 里面定义了java运行时需要的核心类库, 比如:我们常用的lang包, util包, Math包, Collection包等等.这里还有一个很重要的部分JVM(最后一部分青色的) ava 虚拟机, 这部分也是属于jre, 是java运行时环境的一部分.

二. java语言的跨平台特性

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我们来简单看一下java语言是如何实现跨平台的特性的?

跨平台指的是, 程序员开发出的一套代码, 在windows平台上能运行, 在linux上也能运行, 在mac上也能运行. 我们都知道, 机器最终运行的指令都是二进制指令. 但是同样的代码, 在windows上生成的二进制指令可能是1101, 但是在linux上是1201, 而在mac上是1301. 这样同样的代码, 如果要想在不同的平台运行, 放到相应的平台, 还要修改代码, 那么java跨平台特性是怎么做到的呢?

原因在于jdk, 我们最终是将程序编译成二进制码,把他丢在jvm上运行的, 而java虚拟机是jre的一部分. 我们在不同的平台下载的jdk是不同的. windows平台要选择下载适用于windows的jdk, linux要选择适用于linux的jdk, mac要选择适用于mac的jdk. 不同平台的jvm针对该平台有一个特定的实现

三. JVM整体结构和内存模型

JVM有三块组成: 类装载子系统, 运行时数据区(内存模型) , 字节码执行引擎

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其中类装载子系统是C++实现的, 他把类加载进来,放入到虚拟机中. 然后, 字节码执行引擎去虚拟机中读取数据. 字节码执行引擎也是c++实现的. 我们重点研究运行时数据区

我们举个例子来说一下:

package com.lxl.jvm;

public class Math {
    public static int initData = 666;
    public static User user = new User();

    public int compute() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        math.compute();
    }
}

当我们在执行main方法的时候, 都做了什么事情呢?

第一步: 由类加载子系统加载Math.class类, 然后将其丢到内存区域, 这个就是前面博客研究的部分,类加载的过程, 我们看源码也发现,里面好多代码都是native本地的, 是c++实现的

第二步: 在内存中处理字节码文件

第三步: 由字节码执行引擎执行java虚拟机中的内存代码, 而字节码执行引擎也是由c++实现的

这里最核心的部分是第二部分运行时数据区(内存模型), 我们后面的调优, 都是针对这个区域来进行的.

下面详细来说内存区域

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这是java的内存区域, 内存区域干什么的呢?内存区域其实就是放数据的,各种各样的数据放在不同的内存区域

3.1 栈

先来说说栈:

还是用Math的例子来说

当程序运行的时候, 会创建一个线程, 创建线程的时候, 就会在大块的栈空间中分配一块小空间, 用来存放当前要运行的线程的变量

 public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        math.compute();
    }

这段代码要运行,首先会在大块的栈空间中给他分配一块小空间. 比如这里的math这个局部变量就会被保存在分配的小空间里面.

在这里面我们运行了math.compute()方法, 我们看看compute方法内部

public int compute() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

里面还有a, b, c这样的局部变量, 这些局部变量放在那里呢? 就放在上面分配的栈小空间里面.

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效果如上图, 在栈空间中, 分配一块小的区域, 用来存放Math类中的局部变量

如果再有一个线程呢? 我们就会再次在栈空间中分配一块小的空间, 用来存放新的线程内部的变量

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3.1.1 栈帧

什么是栈帧呢?

package com.lxl.jvm;

public class Math {
    public static int initData = 666;
    public static User user = new User();

    public int compute() {
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        math.compute();
    }
}