JVM 是Java 程序運(yùn)行的核心，包含運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)、類加載機(jī)制、字節(jié)碼執(zhí)行引擎和垃圾回收機(jī)制。 1. 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)包括方法區(qū)（JDK8 後為元空間）、堆（用於存放對象實(shí)例並進(jìn)行垃圾回收）、棧（保存線程方法調(diào)用信息）、本地方法棧（支持Native 方法）和程序計(jì)數(shù)器（記錄當(dāng)前指令地址）。 2. 類加載機(jī)制由Bootstrap、Extension 和Application 三類ClassLoader 組成，遵循雙親委派模型，依次經(jīng)歷加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析和初始化五個(gè)階段，確保類加載的安全性和唯一性。 3. 字節(jié)碼執(zhí)行引擎通過解釋執(zhí)行和即時(shí)編譯（JIT）兩種方式運(yùn)行代碼，HotSpot 利用JIT 動(dòng)態(tài)優(yōu)化熱點(diǎn)代碼，提升性能。 4. 垃圾回收機(jī)制採用標(biāo)記-清除、複製、標(biāo)記-整理等算法，現(xiàn)代JVM 使用分代收集策略，將堆分為新生代和老年代，分別採用適合的GC 算法，並可根據(jù)Full GC 頻率和時(shí)間選擇G1、ZGC 等更高效的收集器。掌握這四個(gè)核心模塊有助於編寫高效穩(wěn)定的Java 應(yīng)用並解決性能問題。
Java 虛擬機(jī)（JVM）是??Java 程序運(yùn)行的核心，它負(fù)責(zé)加載類、執(zhí)行字節(jié)碼，並管理程序的運(yùn)行時(shí)資源。理解JVM 的架構(gòu)有助於寫出更高效、穩(wěn)定的Java 應(yīng)用，也能在排查性能問題時(shí)提供關(guān)鍵幫助。
1. JVM 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)：程序運(yùn)行的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
JVM 在運(yùn)行Java 程序時(shí)會(huì)劃分出多個(gè)內(nèi)存區(qū)域，這些區(qū)域各自承擔(dān)不同的職責(zé)：
- 方法區(qū)（Method Area） ：存儲類信息、常量池、靜態(tài)變量等。在JDK8 及以後，這部分被元空間（Metaspace）替代。
- 堆（Heap） ：這是所有線程共享的一塊區(qū)域，主要用於存放對象實(shí)例。垃圾回收主要發(fā)生在這裡。
- 棧（Stack） ：每個(gè)線程都有自己的棧，裡麵包含多個(gè)棧幀，每個(gè)棧幀對應(yīng)一個(gè)方法調(diào)用，保存局部變量和操作數(shù)棧等。
- 本地方法棧（Native Method Stack） ：用於支持Native 方法的執(zhí)行。
- 程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register） ：記錄當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼指令地址。
了解這些區(qū)域的作用，能幫助你更快定位像OutOfMemoryError 或StackOverflowError 這樣的問題。
2. 類加載機(jī)制：從類文件到內(nèi)存中的類
JVM 並不是一開始就將所有類都加載進(jìn)內(nèi)存，而是按需加載。這個(gè)過程由類加載器（ClassLoader）完成，主要包括三個(gè)部分：
-
啟動(dòng)類加載器（Bootstrap ClassLoader） ：負(fù)責(zé)加載JDK 核心類庫，如
rt.jar中的內(nèi)容。 -
擴(kuò)展類加載器（Extension ClassLoader） ：加載
jre/lib/ext目錄下的類或指定路徑的類。 - 應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader） ：也叫系統(tǒng)類加載器，負(fù)責(zé)加載用戶類路徑上的類。
類加載的過程包括加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化五個(gè)階段。其中，“雙親委派模型”是一個(gè)重要概念，它確保類不會(huì)被重複加載，也增強(qiáng)了安全性。
舉個(gè)例子，當(dāng)你寫了一個(gè)自定義的java.lang.String類，JVM 不會(huì)使用你的版本，而是優(yōu)先使用Bootstrap 加載器提供的標(biāo)準(zhǔn)類。
3. 字節(jié)碼執(zhí)行引擎：JVM 是如何運(yùn)行代碼的
Java 源代碼經(jīng)過編譯後變成字節(jié)碼（ .class文件），然後由JVM 執(zhí)行。 JVM 主要有兩種執(zhí)行方式：
- 解釋執(zhí)行：逐條讀取字節(jié)碼並執(zhí)行。
- 即時(shí)編譯（JIT） ：把熱點(diǎn)代碼（頻繁執(zhí)行的代碼）編譯為本地機(jī)器碼，提高執(zhí)行效率。
HotSpot 虛擬機(jī)中就包含了JIT 編譯器，它會(huì)在運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)優(yōu)化代碼。比如循環(huán)體中的代碼更容易被編譯為機(jī)器碼，從而提升性能。
另外，執(zhí)行引擎還與垃圾回收系統(tǒng)配合工作，自動(dòng)管理內(nèi)存分配和回收。
4. 垃圾回收機(jī)制：誰來清理不用的對象？
JVM 自動(dòng)管理內(nèi)存，核心在於垃圾回收機(jī)制（GC）。 GC 的主要任務(wù)是識別並回收不再使用的對象，釋放內(nèi)存。
常見的垃圾收集算法有：
- 標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）
- 複製（Copying）
- 標(biāo)記-整理（Mark-Compact）
現(xiàn)代JVM 使用的是分代收集策略，通常將堆分為新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation），不同代使用不同的GC 算法。
例如，新生代對像生命週期短，適合複製算法；老年代對象存活時(shí)間長，適合標(biāo)記-整理。
如果你發(fā)現(xiàn)應(yīng)用頻繁Full GC 或者GC 時(shí)間過長，可能需要調(diào)整堆大小或選擇更適合的垃圾收集器，比如G1、ZGC 等。
基本上就這些。 JVM 架構(gòu)看似複雜，但只要抓住這幾個(gè)核心模塊，就能對Java 程序運(yùn)行機(jī)制有一個(gè)清晰的認(rèn)識。
以上是深入研究Java虛擬機(jī)體系結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
熱AI工具
Undress AI Tool
免費(fèi)脫衣圖片
Undresser.AI Undress
人工智慧驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序，用於創(chuàng)建逼真的裸體照片
AI Clothes Remover
用於從照片中去除衣服的線上人工智慧工具。
Clothoff.io
AI脫衣器
Video Face Swap
使用我們完全免費(fèi)的人工智慧換臉工具，輕鬆在任何影片中換臉！
熱門文章
熱工具
記事本++7.3.1
好用且免費(fèi)的程式碼編輯器
SublimeText3漢化版
中文版，非常好用
禪工作室 13.0.1
強(qiáng)大的PHP整合開發(fā)環(huán)境
Dreamweaver CS6
視覺化網(wǎng)頁開發(fā)工具
SublimeText3 Mac版
神級程式碼編輯軟體(SublimeText3)
全面指南：詳解Java虛擬機(jī)器安裝過程
Jan 24, 2024 am 09:02 AM
Java開發(fā)必備：詳細(xì)解讀Java虛擬機(jī)器安裝步驟，需要具體程式碼範(fàn)例隨著電腦科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，Java語言已成為廣泛使用的程式語言之一。它具有跨平臺、物件導(dǎo)向等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為開發(fā)人員的首選語言。在使用Java進(jìn)行開發(fā)之前，首先需要安裝Java虛擬機(jī)器（JavaVirtualMachine，JVM）。本文將詳細(xì)解讀Java虛擬機(jī)器的安裝步驟，並提供具體的程式碼示
Java虛擬機(jī)器如何使用引用計(jì)數(shù)進(jìn)行記憶體管理？
Apr 13, 2024 am 11:42 AM
Java虛擬機(jī)器利用引用計(jì)數(shù)管理記憶體使用，當(dāng)物件的引用計(jì)數(shù)達(dá)到0時(shí)，JVM會(huì)進(jìn)行垃圾回收。引用計(jì)數(shù)機(jī)制包括：每個(gè)物件擁有計(jì)數(shù)器，儲存指向該物件的參考數(shù)量。建立物件時(shí)，引用計(jì)數(shù)器設(shè)為1。引用物件時(shí)，引用計(jì)數(shù)器增加。引用結(jié)束時(shí)，引用計(jì)數(shù)器減少。
使用寶塔面板進(jìn)行Java虛擬機(jī)器的最佳化配置
Jun 21, 2023 pm 02:52 PM
隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，越來越多的應(yīng)用與業(yè)務(wù)都需要使用到Java語言開發(fā)的程式。而對於Java程式的運(yùn)行，Java虛擬機(jī)器（JVM）的效能就顯得非常重要。因此，進(jìn)行最佳化配置是提高Java應(yīng)用程式效能的重要手段。寶塔面板是常用的伺服器控制面板，可以幫助使用者更方便地進(jìn)行伺服器管理。本文將介紹如何使用寶塔面板對Java虛擬機(jī)器進(jìn)行最佳化配置。第一步：安裝Java虛擬機(jī)
Java虛擬機(jī)器中的堆疊幀結(jié)構(gòu)與作用
Apr 14, 2024 am 08:03 AM
棧幀在Java虛擬機(jī)器(JVM)中是執(zhí)行方法的基礎(chǔ)資料結(jié)構(gòu)，包含以下部分：局部變數(shù)表：儲存方法的局部變數(shù)。操作數(shù)堆疊：存放操作數(shù)和中間結(jié)果。幀資料：包含返回地址和當(dāng)前程式計(jì)數(shù)器。棧幀的作用包括：儲存局部變數(shù)。執(zhí)行操作數(shù)操作。處理方法調(diào)用。協(xié)助異常處理。輔助垃圾回收。
解釋Java虛擬機(jī)（JVM）在Java平臺獨(dú)立性中的作用。
Apr 29, 2025 am 12:21 AM
JVM使Java實(shí)現(xiàn)跨平臺運(yùn)行。 1）JVM加載、驗(yàn)證和執(zhí)行字節(jié)碼。 2）JVM的工作包括類加載、字節(jié)碼驗(yàn)證、解釋執(zhí)行和內(nèi)存管理。 3）JVM支持高級功能如動(dòng)態(tài)類加載和反射。
揭秘JVM工作原理：深入探索Java虛擬機(jī)器的原理
Feb 18, 2024 pm 12:28 PM
JVM原理詳解：深入探究Java虛擬機(jī)的工作原理，需要具體程式碼範(fàn)例一、引言隨著Java程式語言的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，Java虛擬機(jī)（JavaVirtualMachine，簡稱JVM）也成為了軟體開發(fā)中不可或缺的一部分。 JVM作為Java程式的運(yùn)作環(huán)境，能夠提供跨平臺的特性，使得Java程式能夠在不同的作業(yè)系統(tǒng)上運(yùn)作。在本文中，我們將深入探討JVM的工作原
揭秘：Java虛擬機(jī)器運(yùn)作原理與關(guān)鍵功能
Dec 26, 2023 pm 03:58 PM
探究：Java虛擬機(jī)器的工作原理與核心功能引言：Java虛擬機(jī)器（JavaVirtualMachine，簡稱JVM）是??Java程式運(yùn)作的核心部分，它負(fù)責(zé)將Java原始碼編譯成可執(zhí)行的字節(jié)碼並執(zhí)行。本文將深入探究Java虛擬機(jī)器的工作原理和核心功能，並透過具體的程式碼範(fàn)例來幫助讀者更好地理解。一、Java虛擬機(jī)器的工作原理1.1類別載入器（ClassLoader）J
Java虛擬機(jī)器的全面安裝與設(shè)定指南
Jan 05, 2024 pm 02:03 PM
從零開始：Java虛擬機(jī)器安裝及設(shè)定詳解【導(dǎo)語】Java是一種跨平臺的程式語言，其執(zhí)行平臺依賴Java虛擬機(jī)器（JavaVirtualMachine，JVM）。透過安裝和設(shè)定Java虛擬機(jī)，你可以在不同的作業(yè)系統(tǒng)上執(zhí)行Java程式。本文將帶你從零開始，詳細(xì)介紹如何安裝和設(shè)定Java虛擬機(jī)，以及提供一些常用的Java程式碼範(fàn)例。讓我們開始學(xué)習(xí)吧！ 【第一部分：J
