Java 虚拟机概述

1、什么是 JVM

1）定义

Java Virtual Machine ，Java 程序的运行环境（Java 二进制字节码的运行环境）。

2）好处

  • 一次编译，处处执行（跨平台，屏蔽了底层与操作系统的交互）

  • 自动的内存管理，垃圾回收机制（现在很多语言都支持自动内存管理，但是Java出现的比较早，当时主要是与C/C++对比，很多其他语言程序员加入了简单方便的Java阵营）

  • 数组下标越界检查

  • 多态（底层通过虚方法表实现）

3）比较JVM、JRE、JDK 的关系，如下图所示

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2、学习 JVM 有什么用

  • 成为中高级程序员必备（中高级程序员应该能用JVM的知识解决一些实际问题，如排查线上项目内存溢出、响应缓慢等）
  • 想走的长远，就需要懂原理，比如：自动装箱、自动拆箱是怎么实现的，反射是怎么实现的，垃圾回收机制是怎么回事等待，JVM 是必须掌握的。

3、常见的 JVM

JVM是一套规范，各个厂商可以遵从这套规范做不同的JVM实现，目前主流的JVM如下图，有Oracle的hotspot，eclipse的openJ9等我们主要学习的是 HotSpot 版本的虚拟机。Oracle的很多东西是收费的商业版本，OpenJDK是免费开源版本。

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4、学习的路线

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ClassLoader（类加载器）：Java 源代码编译成二进制后，会经过类加载器，这样才能加载到 JVM 内存中运行。

Method Area（方法区）：类的字节码是加载到方法区中。

Heap（堆）：主要是类的实例对象。

当类调用方法时，会用到 JVM Stack（虚拟机栈）、PC Register（程序计数器）、本地方法栈。

方法执行时的每行代码是有执行引擎中的解释器逐行执行，方法中的热点代码频繁调用的方法，由 JIT 编译器优化后执行，GC（垃圾回收） 会对堆中不用的对象进行回收。需要和操作系统打交道就需要使用到本地方法接口。

学习顺序：

1 内存结构

2 垃圾回收

3 字节码和类加载

4其他

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Contributors: Desheng Zhang