Java虚拟机JVM内存分区及代码执行机制
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1. JVM体系结构
图1 JVM体系结构
方法区:存放JVM加载的类型信息。包括: 类型基本信息,常量池,字段信息,方法信息,类变量,指向ClassLoader的引用,Class类的引用,方法表等。
(对应JVM内存配置中的-PermSize等)
java堆:程序中创建的类的实例和数组,包括class对象和exception对象,存放在堆里面。堆中除了存储对象的实例数据外,还要存储该对象指向方法区中类型信息的指针。
(JVM中所有的线程共享堆空间,对应JVM内存配置中的-Xms和-Xmx等)
java栈:当JVM创建一个新线程时,都会产生线程计数器(PC Register)和栈。每一次方法调用都会产生栈帧,栈帧中包含局部变量区和操作数栈。
(JVM中栈被线程独享,对应JVM内存配置中的-Xss)
线程计数器:每个线程拥有自己的程序计数器,它指向下一条指令。当线程调用本地方法的时候, 它为undefined。
本地方法栈:当JVM线程调用了本地方法, 则会跳入本地方法栈。本地方法返回后可能再次跳回java方法栈。
(JVM支持本地方法调用,故JVM占用的OS内存可能会超出JVM堆内存大小设置,甚至会产生本地内存泄漏)
2. Java代码编译加载机制
Java源代码编译机制
分析和输入到符号表:对java文件的字符串进行解析,生成语法树及符号表。
注解处理:根据注解生成代码,并再进行词法和语法分析。
语义分析和生成class文件:检查变量使用前是否申明,异常是否捕获,类型检查等语义信息。生成的class文件不止包括可执行的字节码,还包括class文件版本号、类的超类和实现的接口、类的属性、常量、元数据以及异常处理器列表等信息。
以上三个步骤是一个由“词法分析 -> 语法分析 ->语义分析”的顺序编译过程。
JVM类加载机制
装载:将class文件(二进制字节码)加载到JVM中。
链接:校验class文件的格式,加载类关联的接口及类,对属性、方法及方法的访问权限进行验证等。
初始化:执行静态初始化代码、构造函数、静态属性初始化等,初始化不是类加载完后的一个必须执行过程,但最迟必须在首次主要使用对象前执行。初始化的触发条件,包括:1)调用了new;2)反射中调用了类的方法;3)子类调用了初始化;4)JVM启动的过程中指定的初始化类。
Sun JDK Class Loader继承关系
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