本科生|Java：JVM架构解释 IT业|应届毕业生

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作为开发人员，了解 JVM 的架构非常重要，因为它使我们能够更有效地编写代码。

什么是 JVM?
虚拟机是物理机的软件实现。 Java 是根据 WORA(一次编写，随处运行)的概念开发的，它在 VM 上运行。编译器将 Java 文件编译为 Java .class 文件，然后将该 .class 文件输入到 JVM 中， JVM 加载并执行该类文件。下面是JVM的架构图。

【本科生|Java：JVM架构解释】JVM 是如何工作的?
如上架构图所示， JVM主要分为三个子系统：类加载器子系统、运行时数据区、执行引擎。
1. 类加载器子系统
Java 的动态类加载功能由类加载器子系统处理。它加载，链接，并在运行时而不是编译时第一次引用类时初始化类文件。
1)加载
类将由该组件加载。 BootStrap ClassLoader、Extension ClassLoader 和 Application ClassLoader 是三个有助于实现它的类加载器。
l BootStrap ClassLoader – 负责从引导类路径加载类，除了 rt.jar 。此加载程序将获得最高优先级。
l Extension ClassLoader – 负责加载 ext 文件夹 (jre\\lib) 中的类。
l Application ClassLoader——负责加载Application Level Classpath、路径提到的环境变量等。
上述类加载器在加载类文件时将遵循委托层次算法。
2)链接
l 验证 - 字节码验证器将验证生成的字节码是否正确，如果验证失败，我们将收到验证错误。
l 准备 - 对于所有静态变量，内存将被分配并分配默认值。
3)初始化
这是类加载的最后阶段，在这里，所有静态变量都将被赋予原始值，并且将执行静态块。

2. 运行时数据区
运行时数据区分为五个主要部分：
1)方法区——所有类级别的数据都将存储在这里，包括静态变量。每个JVM只有一个方法区，它是一个共享资源。 Java培训班的课程都是系统全面的整体，无论个人基础的好坏，都能真正做到从0开始，循序渐进的过渡到实际项目演练，在实际项目中验证所学知识的掌握程度，这是个人自学难以企及的巨大优势。
2)堆区——所有对象及其对应的实例变量和数组都将存储在这里，每个 JVM 也有一个堆区。 Method 和 Heap 区域为多个线程共享内存。
3)堆栈区——对于每个线程，将创建一个单独的运行时堆栈。对于每个方法调用，都会在堆栈内存中创建一个条目，称为堆栈帧。所有局部变量都将在堆栈内存中创建。堆栈区域是线程安全的，因为它不是共享资源。 Stack Frame 分为三个子实体：
l 局部变量数组 - 与方法相关，涉及多少局部变量以及相应的值将存储在这里。
l 操作数栈——如果需要执行任何中间操作，操作数栈充当运行时工作区来执行操作。
l 帧数据——与方法对应的所有符号都存储在这里。在任何异常的情况下， catch 块信息将保存在帧数据中。
4)PC 寄存器——每个线程都有单独的 PC 寄存器，用于保存当前执行指令的地址，一旦指令执行， PC 寄存器将被下一条指令更新。
5)本机方法堆栈——本机方法堆栈保存本机方法信息。对于每个线程，将创建一个单独的本机方法堆栈。
3.执行引擎
分配给运行时数据区的字节码将由执行引擎执行，执行引擎读取字节码并逐段执行。
1)解释器——解释器更快地解释字节码，但执行速度很慢。解释器的缺点是当一个方法被多次调用时，每次都需要新的解释。