关于jvm:JVM笔记如果你写JVM最需要考虑的重要结构是什么

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开局一张图,后面曾经从每一部分解析过 JVM 的内存构造了,当初依照程序来剖析:

整体上来看:类文件从类加载子系统,加载实现之后,次要寄存在办法区(JRockit 和 H9 没有办法区,这里指的是 HotSpot)。运行时的数据次要是寄存在运行时数据区,代码的解释编译优化以及垃圾收集,都是在执行引擎中。本地办法是指 Native 办法,也就是 C /C++ 编写的办法。

类加载子系统

类文件首先须要通过类加载子系统,进行加载,进类信息等加载到运行时数据区。

在类加载子系统中有以下三个阶段操作:

  • 加载
  • 链接
  • 初始化

其中加载的时候,有三品种加载器:

  • Bootstrap ClassLoader:疏导类加载器,次要加载 JDK 外面的外围类
  • Extension ClassLoader:拓展类加载器
  • Application ClassLoader:利用加载器

而链接也分为 3 个阶段,次要是:

  • 验证
  • 链接
  • 解析

运行时数据区

通过类加载子系统加载之后,进入运行时数据区,运行时区域次要分为:

  • 线程公有:

    • 程序计数器:Program Count Register, 线程公有,没有垃圾回收
    • 虚拟机栈:VM Stack,线程公有,没有垃圾回收
    • 本地办法栈:Native Method Stack, 线程公有,没有垃圾回收
  • 线程共享:

    • 办法区:Method Area,以 HotSpot 为例,JDK1.8后元空间取代办法区,有垃圾回收。
    • 堆:Heap,垃圾回收最重要的中央。

虚拟机栈,每一个线程有一份,每一个线程的虚拟机栈外面,寄存的是一个个栈帧,每一个栈帧示意一个办法调用。

PC 寄存器,同样是每一个线程有一份,不同线程之间执行到何处,互不烦扰。

执行引擎

执行引擎外面能够逐行解释执行,也能够编译成机器指令间接执行,次要包含:

  • 解释器
  • 即时编译器:即时编译器中包含了中间代码生成器,代码优化器,指标代码生成器等。
  • 垃圾收集器

解释器,须要逐行解释执行,效率低下。譬如:如果循环两千次,循环体很大,每次执行都须要解释执行。

JIT 编译器,除了能够间接全副即时编译,还能够统计出那些代码执行频率比拟高,这部分代码就是 热点代码 ,这种技术叫做 热点代码探测技术JIT 编译器会将热点代码,提前编译成为机器指令,放在办法区缓存起来,下次执行到的时候,不须要解释执行,而是间接运行机器指令。

即时编译器的执行效率很高,为什么不将它全副提前编译好缓存起来呢?

  • 全副提前编译,首次启动响应速度慢,会有卡顿的感觉,因为编译须要大量工夫。(次要起因)
  • 缓存代码,须要放在办法区,占用内存空间,容易溢出。
  • 翻译成为机器指令,则这部分缓存的 CodeCache 是不可能间接跨平台,因为不同环境的机器指令是不大一样的,只能每次运行前就全副编译。

如果须要写一个虚拟机,那么须要思考的重要两局部是:类加载子系统 执行引擎 类加载子系统 负责将类信息依照规定,加载到运行时数据区,而执行引擎次要负责对代码解释执行或者编译成二进制缓存起来,进行执行。

【作者简介】
秦怀,公众号【秦怀杂货店】作者,技术之路不在一时,山高水长,纵使迟缓,驰而不息。集体写作方向:Java 源码解析,JDBC,Mybatis,Spring,redis,分布式,剑指 Offer,LeetCode 等,认真写好每一篇文章,不喜爱题目党,不喜爱花里胡哨,大多写系列文章,不能保障我写的都完全正确,然而我保障所写的均通过实际或者查找材料。脱漏或者谬误之处,还望斧正。

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