Java虚拟机(Java Virtual Machine,简称JVM)是Java语言的核心组成部分,它是一个抽象的计算机,负责执行Java字节码指令。JVM是Java平台无关性的基石,它为Java代码提供了一个标准的运行环境,使Java程序能够在任何安装了JVM的设备上运行,实现了“一次编写,到处运行”的理念。
JVM主要由以下部分组成:
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类加载器(Class Loader):负责查找和装载类文件,将.class文件的二进制数据加载到JVM的方法区内,形成类模板。
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运行时数据区(Runtime Data Area):
- 方法区(Method Area):存储类信息(如字段、方法、常量池等)、类加载器引用、类型初始化信息等。
- 堆(Heap):存储对象实例,所有线程共享这块区域,GC(Garbage Collection)在这里进行垃圾回收。
- 虚拟机栈(VM Stack):每个线程拥有自己的栈,用于存放局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
- 本地方法栈(Native Method Stack):和虚拟机栈类似,但是服务于本地方法调用。
- 程序计数器(Program Counter Register):记录当前线程执行的字节码行号。
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执行引擎(Execution Engine):负责解释或编译字节码并执行。现代JVM通常采用即时编译器(Just-In-Time Compiler,JIT)将热点代码编译成本地机器指令,以提高执行效率。
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本地接口(Native Interface):允许Java代码调用操作系统或硬件的本地方法。
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垃圾回收系统(Garbage Collector):自动管理内存分配与回收,减轻程序员的负担。通过可达性分析算法找出不再使用的对象,回收其占用的内存。
下图可以大致描述 JVM 的结构:
JVM为Java程序提供了内存管理、安全检查、异常处理、线程调度等一系列底层支持,确保Java程序能够在不同操作系统和硬件架构上稳定、高效地运行。