JVM實現機制及內部基本概念
你對JVM實現機制是否熟悉,這里和大家分享一下,Window的JVM能把字節碼轉換成Window系統的指令集,Linux的JVM能把字節碼轉換成Linux系統的字節,同理還有Solaris,它們彼此之間是不能通用的。
1.JVM實現機制
Java虛擬機就是一個小的計算機,有自己的指令集,有自己的文件系統,管理內部的表和數據,負責讀取class文件里面字節碼,然后轉換成不同操作系統的CPU指令,從而使得Java程序在不同的操作系統上順利的跑起來。所以Window的JVM能把字節碼轉換成Window系統的指令集,Linux的JVM能把字節碼轉換成Linux系統的字節,同理還有Solaris,它們彼此之間是不能通用的。
最早一款的原型雖然是Sun公司開發的,但發展到現在其實任何廠商都可以自己去實現一個虛擬機,用來讀取字節碼轉換成OS指令。甚至我們可以認為JVM跟Java編程語言都沒有關系,因為你自己哪怕用記事本寫一串字節碼,也可以讓JVM來解析運行,只要你的字節碼能通過JVM的驗證。
JVM的驗證其實是很嚴格的,這里只講一些有趣的地方。大家還記得Java的圖標是一個杯咖啡麼?究其歷史我們也許可以查出為什么,但還有更顯而易見的方式是JVM怎么判斷一個文件是否是class文件?JVM的做法是讀取前4個字節轉換成16進制數,判斷是否等于0xCAFEBABE這個數。注意到這個單詞了麼?
“cafebabe”,代表著國外一種咖啡品牌,似乎叫做Peet’scoffee-baristas之類。創造Java的人為了方便記憶,選擇了這樣一個16進制數作為標準class文件的頭,所以任何class文件都必須具有這4個字節的頭部。我們可以用DataInput這個接口的實現類來驗證一下,讀取任何一個class文件的***個int,int在Java里面是四個字節。轉換成16進制一定會是0xcafebabe的。
所以這里想告訴大家的是,JVM其實并沒有那么神秘,我們完全可以理解它的構造。介紹完了JVM實現機制再來看一下JVM內部的基本概念。
2.JVM內部的基本概念
Java虛擬機內部有一些概念,全部列舉是不現實的,太繁瑣也沒有意義。除非您真的想自己去做一個JVM。筆者只列舉部分概念:
首先我們來看一個叫做ReturnAddress的變量,它是JVM用來存儲方法出口或者說進行跳轉的依據,把任何地址存入這個變量就一定會按照這個地址來跳轉。我們需要注意的就是finally有比方法return更高的賦值給ReturnAddress的優先級。同時存在方法return和finallyreturn的話,一定是按照finally里面的return為準。
JVM有自己的Heap,能被所有線程共享,存儲著所有的對象,內存是動態被分配的。對于每個線程,擁有自己的Stack,棧里面存儲的單位叫做Frame(楨)。楨里面就記錄著零時變量、對象引用地址、方法返回值等數據。JVM還有一個叫做MethodArea的地方,存儲著一段一段的可執行代碼,每一段就是一個方法體,也能被所有線程共享。所以我們說一個線程其實從run方法跑起來,跟它的類中聲明的其他方法是兩個概念。因為其他的方法包括的所有的對象,這個時候都充當為資源被線程使用。
JVM有自己管理內存的方案,因為它具有文件系統的功能,我們可以看成一個小型的數據庫,內部有許許多多不同的表。表的字段可能是另外一張表的地址,也可以直接就是一個存儲數據值的地址值。JVM所有對運行時候類的解析驗證計算等管理工作,實際上都是在管理這些表的變動,如果我們從數據庫的角度來看,JVM所做的就是根據你的代碼來操作那么多個表***返回給你結果的過程。里面的表結構包括class的表、field表、method表、attribute表等。本節關于JVM實現機制的內容介紹到這里,請關注本文其他相關報道。
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