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JVM 是一種抽象的計算機，基於堆棧架構，它有自己的指令集和內存管理，是 Java 跨平台的依據，JVM解釋執行位元組碼，或將位元組碼編譯成本地代碼執行。Java 虛擬機體系結構如下：Class FileClass File 是平台無關的二進位文件，包含著能被JVM執行的位元組碼，其中多位元組採用大端序，字元使用一種改進的UTF-8編碼。Class文件精確的描述了一個類或介面的信息，其中包括：常量池：數值和字元串字面常量，元數據如類名、方法名稱、參數，以及各種符號引用方法的位元組碼指令，參數個數，局部變數，最大操作數棧深度，異常等信息Class Loader類載入器，JVM在類首次使用時 的載入、鏈接和初始化。JVM默認的載入模型是雙親委派模型，類載入器之間存在父子關係的層次結構，內部使用組合實現。此外還有其他的載入方式，比如Servlet載入，它先嘗試自己載入，不成功再委派上層載入器，類隔離；OSGI載入器之間是一種網狀的依賴關係，沒有上下層的區分，比較靈活。載入載入就是將Class文件表示的類或介面，在JVM方法區中創建一個與之對應的java.lang.Class對象，像Class.forName、ClassLoader.loadClass、反射都能觸發類載入。當觸發一個類載入時，詳細的過程如下：檢查類是否已經被載入將載入請求委派給上層類載入器自己嘗試搜索類並載入當ClassLoader在classpath中未找到類文件，會拋出ClassNotFoundException；當類A引用類B，類A已經成功載入，但是載入B時未找到類文件，會拋出NoClassDefFoundError。JVM有以下幾種類載入器：Bootstrap ClassLoader，啟動類載入器，載入 <java_home>\jre\lib 中 Java 核心類庫Extension ClassLoader，擴展類載入器，載入 <java_home>\jre\lib\ext 中的類System ClassLoader，系統類載入器，也叫應用程序類載入器（Application class loader），載入 CLASSPATH 環境變數中的類鏈接驗證：確保class文件的正確性。準備：為類靜態欄位分配內存並初始化為默認值，不會執行任何位元組碼指令。解析：將符號引用轉為方法區（運行時常量池）直接引用初始化執行類初始化方法，即賦值靜態欄位，執行靜態塊，順序按照其定義的先後。父類的靜態域會先於子類靜態域初始化。至此，一個類或介面被載入到了內存中，JVM會保證整個過程是 線程安全 的。需要注意的是整個過程沒有涉及到任何實例對象。運行時數據區Method Area ： 線程共享 ，存儲運行時常量池、類欄位和方法信息、靜態變數和方法的位元組碼，是堆的邏輯組成部分，這部分的垃圾回收是可選的。值得一提的是Hotspot JVM自JDK8之後，調整了這部分內存的內容，class meta-data的分配使用本地內存，interned String和類靜態變數移動到了Java堆。運行時常量池 ：對於JVM來說具有核心作用，基本上涉及到方法或欄位，JVM就會在運行時常量池中搜索其具體的內存地址。Heap ： 線程共享 ，存儲實例對象，實例變數以及數組，是垃圾回收的主要區域。JVM Stack ： 線程私有 ，用於存儲棧幀，當方法被調用時會創建一個 棧幀 入棧，棧幀由以下幾部分組成：局部變數表：從0開始存儲this、方法參數、局部變數。操作數棧：方法的工作區，在操作數棧和局部變數之間交換數據，存儲中間結果，操作數棧深度在編譯時就能確定。幀數據：方法返回值，異常分派，以及當前方法所在類運行時常量池的引用。PC Register ： 線程私有 ，保存當前指令地址，執行后指向下一條指令地址。Native Method Stack ： 線程私有 ，存儲本地方法信息，C或C++棧。執行引擎讀取、翻譯、執行位元組碼。JVM基於棧架構，這個棧就是操作數棧，位元組碼指令就是通過它進行各種運算。此外還有基於寄存器的虛擬機。Interpreter，翻譯：解釋位元組碼比較快，執行慢，缺點是每次方法調用都要重新翻譯解釋一遍。JIT Compiler，即時編譯：找出程序中頻繁調用的熱點方法，將位元組碼編譯成本地代碼，提高性能。Garbage Collector，垃圾收集器：回收無效對象，判斷對象是否可回收，可採用不同的垃圾回收演算法。本地方法介面和庫JNI，調用本地方法，c/c++庫；執行引擎所需的本地方法庫。小結主流JVM的實現有Oracle的Hotspot JVM、JRockit以及IBM的JVM。說到JVM調優，默認指的就是Hotspot VM，足見其流行程度。如今搞Java不去了解JVM就顯得有點low了-v-。要想寫出高質量代碼，不僅要了解JVM，像調優，問題排查等都需要完備的計算機基礎知識，其實無論用什麼語言開發，都是一個構建和完善自身計算機知識體系。學習Java的同學注意了！！！學習過程中遇到什麼問題或者想獲取學習資源的話，歡迎加入Java學習交流群，群號碼：392216227我們一起學Java！