什么是Java虛擬機(jī)（JVM）？--------回過頭來看

時(shí)間：2023-07-02 03:54:02 | 來源：網(wǎng)站運(yùn)營

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什么是Java虛擬機(jī)（JVM）？--------回過頭來看：

什么是Java虛擬機(jī)（JVM）？--------回過頭來看

博客說明

文章所涉及的資料來自互聯(lián)網(wǎng)整理和個(gè)人總結(jié)，意在于個(gè)人學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)匯總，如有什么地方侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人刪除，謝謝！

簡介

Java虛擬機(jī)（Java Virtual Machine 簡稱JVM）是運(yùn)行所有Java程序的抽象計(jì)算機(jī)，是Java語言的運(yùn)行環(huán)境，它是Java 最具吸引力的特性之一



Java虛擬機(jī)（JVM）一種用于計(jì)算機(jī)設(shè)備的規(guī)范，可用不同的方式（軟件或硬件）加以實(shí)現(xiàn)。編譯虛擬機(jī)的指令集與編譯微處理器的指令集非常類似。Java虛擬機(jī)包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個(gè)棧、一個(gè)垃圾回收堆和一個(gè)存儲(chǔ)方法域。



Java虛擬機(jī)（JVM）是可運(yùn)行Java代碼的假想計(jì)算機(jī)。只要根據(jù)JVM規(guī)格描述將解釋器移植到特定的計(jì)算機(jī)上，就能保證經(jīng)過編譯的任何Java代碼能夠在該系統(tǒng)上運(yùn)行。



Java虛擬機(jī)規(guī)范定義了一個(gè)抽象的——而非實(shí)際的——機(jī)器或處理器。這個(gè)規(guī)范描述了一個(gè)指令集，一組寄存器，一個(gè)堆棧，一個(gè)“垃圾堆”，和一個(gè)方法區(qū)。一旦一個(gè)Java虛擬機(jī)在給定的平臺(tái)上運(yùn)行，任何Java程序（編譯之后的程序，稱作字節(jié)碼）都能在這個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行。Java虛擬機(jī)（JVM）可以以一次一條指令的方式來解釋字節(jié)碼（把它映射到實(shí)際的處理器指令），或者字節(jié)碼也可以由實(shí)際處理器中稱作just-in-time的編譯器進(jìn)行進(jìn)一步的編譯。

靈魂一問，什么是JVM？

前面說了一大堆，最后啥也記不住，視頻看了好多遍，最后還是忘記得干干凈凈，那到底該怎么來定義這個(gè)Java的核心JVM呢？我們來運(yùn)用我們中華語言的魅力，JVM在我們java語言執(zhí)行的流程當(dāng)中到底做了什么？我們給它一種修辭手法。還是擬人吧。它就是一個(gè)java語言的專有的隨身的且不能離開的翻譯

Java的跨平臺(tái)

在得到答案之后，我們來。來做什么呢？來總結(jié)，前面我們說它是一個(gè)翻譯，那么這個(gè)翻譯讓Java具有了一種魅力——跨平臺(tái)性，正是多虧了這個(gè)牛壞了的翻譯，Java在哪個(gè)平臺(tái)都能吃得了，而且吃得開。



那這個(gè)JVM是怎么來實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的呢？



其實(shí)在我們的一些平臺(tái)上的JVM是不同的翻譯，但是他們都為Java服務(wù)，它把Java程序翻譯到各個(gè)平臺(tái)，導(dǎo)致一套代碼就可以同時(shí)運(yùn)行在多個(gè)平臺(tái)了。就是每個(gè)不同的操作系統(tǒng)的JVM是不同的版本。



講了這么多不來一張圖，搞得我多l(xiāng)ao似的







其實(shí)這個(gè)圖并不是那么的好看，但是看了一下在腦海里會(huì)有一個(gè)印象，這有助于我們理解JVM

兩個(gè)老J---JRE和JDK

不知道你們?cè)趺醋x，我們這邊讀gou，懂得自然懂的哈

JRE簡介

Java運(yùn)行環(huán)境（Java Runtime Environment）包含JVM和運(yùn)行時(shí)所需要的核心類庫，我們想要運(yùn)行一個(gè)已有的Java程序，那么只需要安裝JRE

JDK簡介

JDK(Java Development Kit) 是 Java 語言的軟件開發(fā)工具包，包含JRE和開發(fā)人員使用的工具，如果要開發(fā)一個(gè)全新的Java程序，那么必須安裝JDK

JDK版本

SE(JavaSE)，standard edition，標(biāo)準(zhǔn)版，是我們通常用的一個(gè)版本，從JDK 5.0開始，改名為Java SE。



EE(JavaEE)，enterprise edition，企業(yè)版，使用這種JDK開發(fā)J2EE應(yīng)用程序，從JDK 5.0開始，改名為Java EE。從2018年2月26日開始，J2EE改名為Jakarta EE [1] 。



ME(J2ME)，micro edition，主要用于移動(dòng)設(shè)備、嵌入式設(shè)備上的java應(yīng)用程序，從JDK 5.0開始，改名為Java ME。



沒有JDK的話，無法編譯Java程序（指java源碼.java文件），如果想只運(yùn)行Java程序（指class或jar或其它歸檔文件），要確保已安裝相應(yīng)的JRE

JDK的歷史圖



JDK版本新特性

jdk1.8新特性



Java 8允許我們給接口添加一個(gè)非抽象的方法實(shí)現(xiàn)，只需要使用 default關(guān)鍵字即可。



新增lambda表達(dá)式



提供函數(shù)式接口



Java 8 允許你使用關(guān)鍵字來傳遞方法或者構(gòu)造函數(shù)引用



我們可以直接在lambda表達(dá)式中訪問外層的局部變量。

JDK基礎(chǔ)組件

javac – 編譯器，將源程序轉(zhuǎn)成字節(jié)碼



jar – 打包工具，將相關(guān)的類文件打包成一個(gè)文件



javadoc – 文檔生成器，從源碼注釋中提取文檔



jdb – debugger，查錯(cuò)工具



java – 運(yùn)行編譯后的java程序（.class后綴的）



appletviewer：小程序?yàn)g覽器，一種執(zhí)行HTML文件上的Java小程序的Java瀏覽器。



Javah：產(chǎn)生可以調(diào)用Java過程的C過程，或建立能被Java程序調(diào)用的C過程的頭文件。



Javap：Java反匯編器，顯示編譯類文件中的可訪問功能和數(shù)據(jù)，同時(shí)顯示字節(jié)代碼含義。



Jconsole: Java進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和監(jiān)控的工具

JVM、JRE和JDK的關(guān)系

剛才好像忽略了什么，這里已經(jīng)有三個(gè)老J（gou）啦。



說它們的關(guān)系就是JDK包含JRE包含JVM，直接上圖就好







這樣就好理解了吧

JVM內(nèi)存管理

對(duì)于Java運(yùn)行時(shí)涉及到的存儲(chǔ)區(qū)域主要包括程序計(jì)數(shù)器、Java虛擬機(jī)棧、本地方法棧、java堆、方法區(qū)以及直接內(nèi)存等等。對(duì)于每個(gè)部分，都有其使用的條件。程序計(jì)數(shù)器主要是取下一條指令，在Java里面主要是取下一條指令的字節(jié)碼文件；Java虛擬機(jī)棧主要是利用棧先進(jìn)后出的特性存儲(chǔ)局部變量表，動(dòng)態(tài)鏈接等，主要包括堆內(nèi)存和棧內(nèi)存，對(duì)于程序員內(nèi)存分析而言是特別重要的。本地方法棧與上邊的棧基本作用差不多，只不過這里是為Java方法而服務(wù)。Java堆是內(nèi)存管理中最大的一塊，所有的線程共享這一塊內(nèi)容，同時(shí)該部分也是垃圾收集器的主要區(qū)域。



虛擬機(jī)的垃圾回收機(jī)制是完善的，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配和回收是比較成熟的，在內(nèi)存管理機(jī)制中，大部分都不需要我們考慮內(nèi)存回收，只有Java堆和方法區(qū)需要我們考慮處理內(nèi)存問題。一般的對(duì)于內(nèi)存回收首先就是判斷某一個(gè)部分是生存還是死亡，主要是通過下面二種算法：



其一是引用計(jì)數(shù)算法，本算法實(shí)現(xiàn)簡單，判定的效率也是比較高的，很多的軟件都使用了該算法，但是主流的Java并沒有選擇該算法，核心的問題是該算法難以處理對(duì)象之間相互調(diào)用的問題。



其二是稱可達(dá)性分析算法，該算法核心思想是依靠判斷對(duì)象是否存活來實(shí)現(xiàn)的，本算法是通過一系列的GC ROOTS的對(duì)象作為起始點(diǎn)，采用搜索的算法遍歷引用鏈，如果搜索過程中沒有發(fā)現(xiàn)該節(jié)點(diǎn)，則認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)是不可達(dá)的，即可回收的，在Java里面，一般可以使用該算法處理問題。



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