JVM(Java 虛擬機)架構

JVM(Java虛擬機)是一種抽象機器。它是一種提供運行時環境的規范，可以在其中執行 java 字節碼。

JVM 可用于許多硬件和軟件平臺(即 JVM 是平臺相關的)。

JVM架構

讓我們了解一下JVM的內部架構。它包含類加載器、Java虛擬機內存區域、執行引擎等。

1.類加載器

Classloader 是 JVM 的一個子系統，用于加載類文件。每當我們運行 java 程序時，它首先由類加載器加載。Java中有三個內置的類加載器。

Bootstrap ClassLoader：這是第一個類加載器，它是擴展類加載器的超類。它加載包含Java標準版所有類文件的rt.jar文件，如java.lang包類、java.net包類、java.util包類、java.io包類、java.sql包類等。

Extension ClassLoader：這是 Bootstrap 的子類加載器和 System 類加載器的父類加載器。它加載位于$JAVA_HOME/jre/lib/ext目錄中的 jar 文件。

System/Application ClassLoader：這是擴展類加載器的子類加載器。它從類路徑加載類文件。默認情況下，類路徑設置為當前目錄。您可以使用“-cp”或“-classpath”開關更改類路徑。它也被稱為應用程序類加載器。

//讓我們看一個打印類加載器名稱的例子  
公共類 ClassLoaderExample   
{  
    公共靜態無效 主要（字符串 [] 參數）    
    {  
        // 讓我們打印當前類的類加載器名稱。   
        //Application/System類加載器會加載這個類  
        類 c=ClassLoaderExample。類；  
        System.out.println(c.getClassLoader());  
        //如果我們打印String的類加載器名稱，它會打印null，因為它是一個  
        //在rt.jar中找到的內置類，因此它由Bootstrap類加載器加載  
        System.out.println( String.class .getClassLoader ());  
    }  
}     

輸出：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@4e0e2f2a
空值

這些是 Java 提供的內部類加載器。如果要創建自己的類加載器，則需要擴展 ClassLoader 類。

2.類(方法)區

Class(Method) 區域存儲每個類的結構，例如運行時常量池、字段和方法數據、方法的代碼。

3.堆

它是分配對象的運行時數據區。

4.堆棧

Java Stack 存儲幀。它保存局部變量和部分結果，并在方法調用和返回中發揮作用。

每個線程都有一個私有 JVM 堆棧，與線程同時創建。

每次調用方法時都會創建一個新框架。框架在其方法調用完成時被銷毀。

5.程序計數器寄存器

PC(程序計數器)寄存器包含當前正在執行的Java虛擬機指令的地址。

6.原生方法棧

它包含應用程序中使用的所有本機方法。

7.執行引擎

它包含了：

虛擬處理器

解釋器：讀取字節碼流然后執行指令。

Just-In-Time(JIT) 編譯器：用于提高性能。JIT 同時編譯具有相似功能的部分字節碼，從而減少編譯所需的時間。這里，術語“編譯器”是指從Java虛擬機(JVM)的指令集到特定CPU的指令集的翻譯器。

8.Java 原生接口

Java Native Interface (JNI) 是一個框架，它提供了一個接口來與用另一種語言(如 C、C++、Assembly 等)編寫的另一個應用程序進行通信。Java 使用 JNI 框架將輸出發送到控制臺或與 OS 庫進行交互。