JVM 架構解讀，jvm架構解讀

JVM 架構解讀，jvm架構解讀

每個Java開發人員都知道位元組碼由JRE（Java運行時環境）執行。但許多人不知道JRE是Java Virtual Machine（JVM）的實現，它分析位元組碼，解釋代碼並執行它。作為開發人員，我們應該知道JVM的架構是非常重要的，因為它使我們能夠更有效地編寫代碼。在本文中，我們將更深入地瞭解Java中的JVM架構和JVM的不同組件。

什麼是JVM？

Virtual Machine是物理機器的軟體實現。Java是用在VM上啟動並執行WORA（Write Once Run Anywhere）概念而開發的。編譯器將Java檔案編譯為Java .class檔案，然後將.class檔案輸入到JVM中，JVM會載入並執行類檔案。下面是JVM的架構圖。

JVM如何工作？

如上面的架構圖所示，JVM分為三個主要子系統：

1.類載入器子系統

Java的動態類載入功能由類載入器子系統處理。它在運行時，而不是編譯時間首次引用類的時候載入、連結、並初始化類檔案。

1.1載入

類將通過此組件載入。Boot Strap Class Loader，Extension Class Loader和Application Class Loader是有助於實現的三個類載入器。

上面的類記載器在載入類檔案時遵循Delegation Hierarchy 演算法。

1.2連結1.3初始化

這是類載入的最後階段，這裡所有的靜態變數都將被賦予原始值，並執行靜態塊。

2.運行時資料區

運行時資料區分為5個主要組件：

方法區——所有的類層級資料將儲存在這裡，包括靜態變數。每個JVM只有一個方法區，並且它是一個共用資源。

堆地區——所有對象及其對應的執行個體變數和數組將儲存在這裡。每個JVM也有一個堆地區。由於方法和堆地區共用多個線程的記憶體，因此所儲存的資料非安全執行緒。

堆棧區——對於每個線程，將建立一個單獨的運行時棧。對於每個方法調用，將在堆棧儲存空間中產生一個條目，稱為堆疊框架。所有局部變數將在堆棧記憶體中建立。堆棧地區是安全執行緒的，因為它不是共用資源。堆疊框架分為三個子項目：

PC寄存器——每個線程都有單獨的PC寄存器，用於儲存當前執行指令的地址，一旦指令執行，PC寄存器將更新到下一條指令。

本地方法堆棧——本地方法堆棧儲存本地方法資訊。對於每個線程，將建立一個單獨的本地方法堆棧。

3.執行引擎

分配給運行時資料區的位元組碼將由執行引擎執行。執行引擎讀取位元組碼並逐個執行它。

解譯器——解譯器解釋位元組碼較快，但執行慢。解譯器的缺點是當一個方法被多次調用時，每次都需要新的解析。

JIT編譯器——JIT編譯器消除瞭解釋器的缺點。執行引擎將在轉換位元組碼時使用解譯器的協助，但是當它發現重複的代碼時，它使用JIT編譯器，編譯器會編譯整個位元組碼並將其更改為本地代碼。這個本地代碼將直接用於重複的方法調用，從而提高系統效能。

垃圾收集器：收集和刪除未引用的對象。可以通過調用“System.gc（）”觸發垃圾收集器，但不能保證執行。JVM的記憶體回收收集建立的對象。

Java本機介面（JNI）：JNI將與本地方法庫進行互動，並提供執行引擎所需的本地庫。

本地方法庫：它是執行引擎所需的本地庫的集合。

學習Java的同學注意了！！！ 
學習過程中遇到什麼問題或者想擷取學習資源的話，歡迎加入Java學習交流群，群號碼：454297367 我們一起學Java！