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一、虛擬機簡介

1、虛擬機概念

虛擬機（Virtual Machine）指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。在實體計算機中能夠完成的工作在虛擬機中都能夠?qū)崿F(xiàn)。在計算機中創(chuàng)建虛擬機時，需要將實體機的部分硬盤和內(nèi)存容量作為虛擬機的硬盤和內(nèi)存容量。每個虛擬機都有獨立的CMOS、硬盤和操作系統(tǒng)，可以像使用實體機一樣對虛擬機進行操作。

2、JVM虛擬機

JVM是Java-Virtual-Machine的縮寫，即Java虛擬機，JVM是一種用于計算設(shè)備的規(guī)范，它是一個虛構(gòu)出來的計算機，是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實現(xiàn)的。

3、JVM特點

首先一次編譯處處運行是學(xué)習(xí)Java語言都知道的事情，其實并不是Java語言跨平臺，是JVM跨平臺，Jvm運行時并不是執(zhí)行Java文件，而是執(zhí)行編譯后的.class文件。

字節(jié)碼

字節(jié)碼文件即JVM可以識別并執(zhí)行的二進制文件，不同的編程語言經(jīng)過編譯器編譯處理之后，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的字節(jié)碼規(guī)范文件，這樣JVM就可以執(zhí)行。

跨平臺

跨平臺的特性即JVM虛擬機可以運行在不同的計算機系統(tǒng)上，例如經(jīng)常使用的Linux系統(tǒng)，MacOS系統(tǒng)，Win系統(tǒng)，一次編譯，處處運行就是這樣理解的。

跨語言

隨著JVM的不斷發(fā)展和優(yōu)化，很多語言都借助JVM的能力，各種編程語言經(jīng)過編譯，轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼文件，JVM都可以識別，這也是現(xiàn)在Java體系下業(yè)務(wù)編程經(jīng)常混語言的原因。

注意：現(xiàn)在和后續(xù)Jvm系列文章都是基于HotSpot-VM和JDK1.8+版本的基礎(chǔ)之上。

二、虛擬機結(jié)構(gòu)

Jvm的整體結(jié)構(gòu)大致如下：

1、類加載器

類加載器用來加載Java類到JVM虛擬機中，源代碼程序.java文件在經(jīng)過編譯器編譯之后就被轉(zhuǎn)換成字節(jié)代碼.class文件，類加載器負責(zé)讀取字節(jié)代碼，并轉(zhuǎn)換成java.lang.Class類的一個實例。

2、運行時數(shù)據(jù)區(qū)

元數(shù)據(jù)區(qū)

JDK1.8開始的說法，之前稱為方法區(qū)Method-Area，存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)。

堆區(qū)

所有線程共享的一塊內(nèi)存區(qū)域，虛擬機啟動時被創(chuàng)建用來存放對象實例。

JVM棧

可以參考了解棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型，在Java開發(fā)中，一個功能實現(xiàn)需要多個子程序方法配合，程序執(zhí)行時跳往子程序前，會將下個指令的地址存到堆棧中，直到子程序執(zhí)行完后再將地址取出，退回到原來的程序中。

本地方法棧

本地方法棧和虛擬機棧的功能類似，為JVM調(diào)用native方法時服務(wù)。

程序計數(shù)器

相對較小的一塊內(nèi)存空間，作用可以理解是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器。

3、執(zhí)行引擎

Java虛擬機最核心的組成部分，輸入的是字節(jié)碼，處理過程是字節(jié)碼解析，輸出執(zhí)行結(jié)果。

三、生命周期

這里說的JVM生命周期，指JVM執(zhí)行Java程序時的周期：

啟動初始化：啟動時通過引導(dǎo)類加載器創(chuàng)建初始類完成；

程序執(zhí)行：從main方法開始，執(zhí)行Java程序，直到程序執(zhí)行完結(jié)束；

虛擬機退出：程序正常執(zhí)行結(jié)束，或者發(fā)生異常、錯誤等而造成終止，也可以調(diào)用exit退出方法；

四、HotSpot虛擬機

HotSpot是Java體系下使用最多的虛擬機，它結(jié)合了最新的內(nèi)存模型，垃圾收集器和自適應(yīng)優(yōu)化器，為使用許多先進技術(shù)的Java應(yīng)用程序提供了最佳性能。

主要原因：使用多，大部分的Java運行環(huán)境都依賴HotSpot虛擬機。

五、源代碼地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/java-base-parent GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的虚拟机系列 | JVM特点，基础结构与执行周期的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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