JVM介绍

        JVM 是Java Virtual Machine（JVM ）的缩写，JVM 是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

        一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java 语言虚拟机后，Java 语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java 语言使用JVM 屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java 语言编译程序只需生成在JVM 上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。JVM 在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java 的能够“一次编译，到处运行”的原因。

        JVM 与JDK、JRE的关系从下图可以很清晰的了解，图中蓝色部分为JVM ，从图中了解到JVM 从属于JRE 。

        类似的运行一个Java程序需要经历以下几个步骤：
        首先，要编写一个Java 程序，将其保存为.java 类型文件；
        然后，通过JDK bin目录下的javac 应用程序将.java 文件编译成.class 类型文件；
        最后，通过JDK bin目录下的java 应用程序执行.class 文件，输出结果。

 

        我们很容易就会判断出前两步应该不属于JVM 范畴，因为JVM 最大的特点就是“执行Java程序”，可以简单的理解为只有需要运行的Java 程序才会涉及到JVM 。程序开始执行时JVM 运行，程序结束后JVM也随之停止。你在同一台机器上运行三个程序，就会有三个运行中的JVM 进程。

JVM 总是开始于一个main() 方法，这个方法必须是公有、返回void、直接受一个字符串数组。在程序执行时，必须给JVM 指定main() 方法所在类。
        main() 方法是程序的起点，他被执行的线程初始化为程序的初始线程。程序中其他的线程都由他来启动。Java 中的线程分为两种：守护线程(daemon)和普通线程(non-daemon)。守护线程是JVM 自己使用的线程，比如负责垃圾收集的线程就是一个守护线程。当然，你也可以把自己的程序设置为守护线程，这里main() 方法的初始线程不是守护线程。

        只要JVM 中还有普通的线程在执行，JVM 就不会停止。如果有足够的权限，你可以调用exit()方法终止程序。

        从进程管理器中就可以清晰的看到，当我运行3个HelloWorld 程序后，进程管理器中出现了3个javaw 进程，并且全部为普通进程，如图所示：

 

        那么JVM到底是一种概念还是一种物理结构呢？弄清楚JVM 到底是什么对JVM 的学习至关重要！

首先从JVM 结构说起，JVM 结构如下图所示：

 

        JVM 由一个"class loader subsystem"(类加载器子系统：用于加载符合JVM 规格的类型(类或接口)、"execution engine"(执行引擎：负责执行已经加载类中的方法)和"runtime data areas"(运行时数据区：用于存储运行时数据) 这三部分组成。

        类装载器子系统(class loader subsystem)，顾名思义，就是用来装载.class 文件的。JVM 的两种类装载器包括：启动类装载器和用户自定义类装载器，启动类装载器是JVM 实现的一部分，用户自定义类装载器则是Java 程序的一部分，必须是ClassLoader 类的子类。

 

        执行引擎(execution engine)：执行字节码或本地方法。 

 

        运行时数据区(runtime data areas):包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域这5部分组成，如图所示：

 

        JVM 的组成结构已经清晰明了，可以说JVM 既是一种概念又是一种程序包组成，他由诸如java ,javaw ,jvm.dll 等文件组成。单独拿出来任何文件都无法说明他是JVM 即使把所有与JVM 有关的文件放在一起也无法证明这就是"JVM"。所以无法像上图界定JDK 与JRE 那样简单的界定JVM。

        JVM 有9种数据类型，其中前7种为基本数据类型，他们是：

 

TypeRangebyte8-bit signed two's complement integer (-2⁷ to 2⁷ - 1, inclusive)short16-bit signed two's complement integer (-2¹⁵ to 2¹⁵ - 1, inclusive)int32-bit signed two's complement integer (-2³¹ to 2³¹ - 1, inclusive)long64-bit signed two's complement integer (-2⁶³ to 2⁶³ - 1, inclusive)char16-bit unsigned Unicode character (0 to 2¹⁶ - 1, inclusive)float32-bit IEEE 754 single-precision floatdouble64-bit IEEE 754 double-precision floatreturnAddressaddress of an opcode witdin tde same metdodreferencereference to an object on tde heap, or null

 

        他们的关系体系如下图所示：

 

        几乎所有的Java类型检查都是在编译时完成的。上面列出的原始数据类型的数据在Java执行时不需要用硬件标记。操作这些原始数据类型数据的字节码（指令）本身就已经指出了操作数的数据类型，例如iadd、ladd、fadd和dadd指令都是把两个数相加，其操作数类型别是int、long、float和double。虚拟机没有给boolean(布尔）类型设置单独的指令。boolean型的数据是由integer指令，包括integer返回来处理的。boolean型的数组则是用byte数组来处理的。虚拟机使用IEEE754格式的浮点数。不支持IEEE格式的较旧的计算机，在运行Java数值计算程序时，可能会非常慢。

        注：Java数组被当做object处理。

        以上就是对JVM 的一些介绍，相关JVM 的名词解释及概念会以专题文章形式展现。