一、jvm的主要組成部分

類加載器（ClassLoader）

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)（Runtime Data Area）

執(zhí)行引擎（Execution Engine）

本地庫接口（Native Interface）

接下來我們來看以上4個(gè)主要組成部分的用途。

二、jvm組成部分的用途

程序在執(zhí)行之前先要把java代碼轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼（class文件），jvm首先需要把字節(jié)碼通過一定的方式?類加載器（ClassLoader）?把文件加載到內(nèi)存中?運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)（Runtime Data Area）?，而字節(jié)碼文件是jvm的一套指令集規(guī)范，并不能直接交個(gè)底層操作系統(tǒng)去執(zhí)行，因此需要特定的命令解析器?執(zhí)行引擎（Execution Engine）?將字節(jié)碼翻譯成底層系統(tǒng)指令再交由CPU去執(zhí)行，而這個(gè)過程中需要調(diào)用其他語言的接口?本地庫接口（Native Interface）?來實(shí)現(xiàn)整個(gè)程序的功能，這就是這4個(gè)主要組成部分的職責(zé)與功能。

而我們通常所說的jvm組成指的是運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)（Runtime Data Area），因?yàn)橥ǔＰ枰绦騿T調(diào)試分析的區(qū)域就是“運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)”，或者更具體的來說就是“運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)”里面的Heap（堆）模塊，那接下來我們來看運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)（Runtime Data Area）是由哪些模塊組成的。

三、運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

jvm的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，不同虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)可能略微有所不同，但都會(huì)遵從Java虛擬機(jī)規(guī)范，Java 8 虛擬機(jī)規(guī)范規(guī)定，Java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存將會(huì)包括以下幾個(gè)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)域：

程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）

Java虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stacks）

本地方法棧（Native Method Stack）

Java堆（Java Heap）

方法區(qū)（Methed Area）

接下來我們分別介紹每個(gè)區(qū)域的用途。

3.1 程序計(jì)數(shù)器

程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）是一塊較小的內(nèi)存空間，它可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。在虛擬機(jī)的概念模型里，字節(jié)碼解析器的工作是通過改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令，分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)、異常處理、線程恢復(fù)等基礎(chǔ)功能都需要依賴這個(gè)計(jì)數(shù)器來完成。

特性：內(nèi)存私有

由于jvm的多線程是通過線程輪流切換并分配處理器執(zhí)行時(shí)間的方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是任何時(shí)刻，一個(gè)處理器（或者說一個(gè)內(nèi)核）都只會(huì)執(zhí)行一條線程中的指令。因此為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置，每個(gè)線程都有獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器。

異常規(guī)定：無

如果線程正在執(zhí)行Java中的方法，程序計(jì)數(shù)器記錄的就是正在執(zhí)行虛擬機(jī)字節(jié)碼指令的地址，如果是Native方法，這個(gè)計(jì)數(shù)器就為空（undefined），因此該內(nèi)存區(qū)域是唯一一個(gè)在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定OutOfMemoryError的區(qū)域。

3.2 Java虛擬機(jī)棧

Java虛擬機(jī)棧（Java Virtual Machine Stacks）描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線幀（Stack Frame）用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息，每個(gè)方法從調(diào)用直至執(zhí)行完成的過程，都對應(yīng)著一個(gè)線幀在虛擬機(jī)棧中入棧到出棧的過程。

特性：內(nèi)存私有，它的生命周期和線程相同。

異常規(guī)定：StackOverflowError、OutOfMemoryError

1、如果線程請求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的棧深度就會(huì)拋出StackOverflowError異常。

2、如果虛擬機(jī)是可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的，如果擴(kuò)展時(shí)無法申請到足夠的內(nèi)存就會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。

3.3 本地方法棧

本地方法棧（Native Method Stack）與虛擬機(jī)棧的作用是一樣的，只不過虛擬機(jī)棧是服務(wù)Java方法的，而本地方法棧是為虛擬機(jī)調(diào)用Native方法服務(wù)的。

在Java虛擬機(jī)規(guī)范中對于本地方法棧沒有特殊的要求，虛擬機(jī)可以自由的實(shí)現(xiàn)它，因此在Sun HotSpot虛擬機(jī)直接把本地方法棧和虛擬機(jī)棧合二為一了。

特性和異常：?同虛擬機(jī)棧，請參考3.2的知識(shí)點(diǎn)。

3.4 Java堆

Java堆（Java Heap）是Java虛擬機(jī)中內(nèi)存最大的一塊，是被所有線程共享的，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)候創(chuàng)建，Java堆唯一的目的就是存放對象實(shí)例，幾乎所有的對象實(shí)例都在這里分配內(nèi)存，隨著JIT編譯器的發(fā)展和逃逸分析技術(shù)的逐漸成熟，棧上分配、標(biāo)量替換優(yōu)化的技術(shù)將會(huì)導(dǎo)致一些微妙的變化，所有的對象都分配在堆上漸漸變得不那么“絕對”了。

特性：內(nèi)存共享

異常規(guī)定：OutOfMemoryError

如果在堆中沒有內(nèi)存完成實(shí)例分配，并且堆不可以再擴(kuò)展時(shí)，將會(huì)拋出OutOfMemoryError。

Java虛擬機(jī)規(guī)范規(guī)定，Java堆可以處在物理上不連續(xù)的內(nèi)存空間中，只要邏輯上連續(xù)即可，就像我們的磁盤空間一樣。在實(shí)現(xiàn)上也可以是固定大小的，也可以是可擴(kuò)展的，不過當(dāng)前主流的虛擬機(jī)都是可擴(kuò)展的，通過-Xmx和-Xms控制。

3.5 方法區(qū)

方法區(qū)（Methed Area）用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

誤區(qū)：方法區(qū)不等于永生代

很多人原因把方法區(qū)稱作“永久代”（Permanent Generation），本質(zhì)上兩者并不等價(jià)，只是HotSpot虛擬機(jī)垃圾回收器團(tuán)隊(duì)把GC分代收集擴(kuò)展到了方法區(qū)，或者說是用來永久代來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)而已，這樣能省去專門為方法區(qū)編寫內(nèi)存管理的代碼，但是在Jdk8也移除了“永久代”，使用Native Memory來實(shí)現(xiàn)方法區(qū)。

特性：內(nèi)存共享

異常規(guī)定：OutOfMemoryError

當(dāng)方法無法滿足內(nèi)存分配需求時(shí)會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java虚拟机组成详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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