1.1.1 Java程序运行原理的分析

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首先需要了解JVM运行时数据区,里面分

  • 线程共享区域:所有线程能访问这块内存数据,随虚拟机或GC而创建或销毁。

    • 方法区:JVM用来存储加载的类信息、静态变量、常量和编译后的代码等数据,虚拟机规范中这是一个逻辑区划,具体的实现根据不同的虚拟机来实现。

    • 堆内存:还可以细分为新生代、老年代,JVM启动时创建,存放对象的实例。垃圾回收器主要就是管理堆内存,如果堆内存满了,就会出现一个OutOfMemoryError

  • 线程独占区域:每个线程都有自己独立的空间,随线程生命周期而创建或销毁。

    • 虚拟机栈:每个线程在这个空间都有一个私有的空间。线程栈由多个栈帧组成。一个线程会执行一个或多个方法,一个方法对应一个栈帧。栈帧内容包含:局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、附加信息等。栈内存默认最大是1M,超过则抛出StackOverflowError

    • 本地方法栈:和虚拟机栈类似,虚拟机栈是为了执行Java方法而准备的,本地方法栈是为了虚拟机使用Native本地方法而准备的。虚拟机规范中没有规定具体的实现,由不同的虚拟机厂商去实现。HotSpot虚拟机中虚拟机栈和本地方法栈的实现是一样的。同样超出后会抛出StackOverflowError

    • 程序计数器:用于记录当前线程执行字节码的位置,存储的是字节码指令地址,如果执行Native方法,则计数器值为空。每个线程在这个空间由一个私有的空间,占用内存空间很少。CPU同一时间,只会执行一条线程中的指令。JVM多线程会轮流切换并分配CPU执行时间的方式。为了线程切换后,需要通过程序计数器,来恢复正确的执行位置

一个程序完整的运行分析

  1. 加载信息(类信息、运行时常量池、字符串常量等)到方法区

  2. JVM创建线程来执行代码。在虚拟机栈、程序计数器内存区域中创建线程独占的空间

  3. 根据方法区中的数据,按照字节码指令顺序,在虚拟机栈的栈帧不断运行代码,其中程序计数器记录当前线程执行字节码的位置。

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