这些不可不知的JVM知识,我都用思维导图整理好了

JVM必备知识

1、JVM基本概念 1.1、JVM是什么

JVM 的全称是 「Java Virtual Machine」,也就是我们耳熟能详的 Java 虚拟机。

JVM具备着计算机的基本运算方式,它主要负责把 Java 程序生成的字节码文件,解释成具体系统平台上的机器指令,让其在各个平台运行。

JVM是运行在操作系统上的,它与硬件没有直接的交互。

当然,严格来说JVM也是虚拟机规范,有很多不同的实现,Sun/OracleJDK和OpenJDK中的默认Java虚拟机是HotSpot虚拟机,是目前使用范围最广的Java虚拟机,一般讲到的JVM默认指的就是HotSpot虚拟机。

1.2、Java程序运行过程

我们都知道 Java 源文件,通过编译器,能够生产相应的.Class 文件,也就是字节码文件,而字节码文件又通过 Java 虚拟机中的解释器,编译成特定机器上的机器码 。

也就是如下:

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每一种平台的解释器是不同的,但是实现的虚拟机是相同的,这也就是 Java 为什么能够跨平台的原因了 ,当一个程序从开始运行,这时虚拟机就开始实例化了,多个程序启动就会存在多个虚拟机实例。程序退出或者关闭,则虚拟机实例消亡,多个虚拟机实例之间数据不能共享。

1.3、JDK、JRE、JVM

JDK(Java Development Kit Java 开发工具包),JDK 是提供给 Java 开发人员使用的,其中包含了 Java 的开发工具,也包括了 JRE。其中的开发工具包括编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等。

JRE(Java Runtime Environment Java 运行环境) 是 JDK 的子集,也就是包括 JRE 所有内容,以及开发应用程序所需的编译器和调试器等工具。JRE 提供了库、Java 虚拟机(JVM)和其他组件,用于运行 Java 编程语言、小程序、应用程序。

JVM(Java Virtual Machine Java 虚拟机),JVM 可以理解为是一个虚拟出来的计算机,具备着计算机的基本运算方式,它主要负责把 Java 程序生成的字节码文件,

解释成具体系统平台上的机器指令,让其在各个平台运行。

JDK中包含JRE,也包括JDK,而JRE也包括JDK。

范围关系:JDK>JRE>JVM。

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2、JVM内存区域

Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域。根据《Java虚拟机规范》的规定,Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域:

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当然,实际上,为了更好的适应 CPU 性能提升,最大限度提升JVM 运行效率,JDK中各个版本对JVM进行了一些迭代,示意图如下:

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JDK1.6、JDK1.7、JDK1.8 JVM 内存模型主要有以下差异:

JDK 1.6:有永久代,静态变量存放在永久代上。

JDK 1.7:有永久代,但已经把字符串常量池、静态变量,存放在堆上。逐渐的减少永久代的使用。

JDK 1.8:无永久代,运行时常量池、类常量池,都保存在元数据区,也就是常说的元空间。但字符串常量池仍然存放在堆上。

2.1、程序计数器

一块较小的内存空间, 是当前线程所执行的字节码的行号指示器,每条线程都要有一个独立的程序计数器,这类内存也称为“线程私有”的内存。

正在执行 java 方法的话,计数器记录的是虚拟机字节码指令的地址(当前指令的地址)。如果还是 Native 方法,则为空。

这个内存区域是唯一一个在虚拟机中没有规定任何 OutOfMemoryError 情况的区域。

2.2、Java虚拟机栈

与程序计数器一样,Java虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)也是线程私有的,它的生命周期与线程相同。

虚拟机栈描述的是Java方法执行的线程内存模型:每个方法被执行的时候,Java虚拟机都 会同步创建一个栈帧(Stack Frame)用于存储局部变量表、操作数栈、动态连接、方法出口等信息。每一个方法被调用直至执行完毕的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。

栈示意图1

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