概覽

從 JVM 的總體上看，它解決了3個問題：

Java 程序的內存管理（GC & 運行時數據區）。

Java Class 二進制字節流的加載（ClassLoader）。

Java 程序的執行（執行引擎）。

如下圖所示：

在我們的日常開發中，最和我們息息相關的就是1和2了，比如 GC 調優，內存故障排查，再比如使用自定義的類加載器去實現一些特定的邏輯，就如我們之前分析的 tomcat 源碼中的類加載器用于隔離不同版本的相同類庫，必須要使用自定義的類加載器。

1. Java 程序的內存管理（GC & 運行時數據區）

1.1. 運行時數據區

從上圖中可以看出，虛擬機內存管理主要由幾個部分組成：

Java 堆（存放對象的地方）

Java 棧（在 HotSpot 實現中，本地方法棧和虛擬機棧合二為一）

PC 寄存器（也稱為程序計數器）

方法區（JDK8 中已經將方法區去除，改為元數據區，解決了方法區----也稱為永久代的內存溢出）。

直接內存（大小不限制于 Java 堆，直接向操作系統申請，使用場景于讀寫頻繁的場合，例如 NIO）

1.2. 垃圾回收系統

Java 程序員之所以不需要顯式的釋放內存，一切都歸功于 GC，GC 解放了 Java 程序員的雙手。GC 系統會在后臺清除無用的實例對象，釋放內存空間。

而 JVM 中的 GC 可謂是一個龐大的系統，其中分為幾個部分：

判斷什么是垃圾對象

垃圾回收算法

各種各樣的垃圾收集器

我們將會在后面慢慢講解。

2. Java Class 二進制字節流的加載（ClassLoader）

2.1 類加載器

對于 Java 虛擬機來說，Class 文件是一個重要的接口，無論使用何種語言進行軟件開發，只要能將源文件編譯為正確的 Class 文件，那么這種語言就可以在 Java 虛擬機上運行。可以說，Class 文件就是虛擬機的基石。

如圖所示：

從上圖可以看出，虛擬機不拘泥于 Java 語言，任何一個源文件只要能編譯成 Class 文件的格式，就可以在JVM 上運行！Class 文件格式就像是一個接口，只要遵守這個接口，就能夠在 JVM 上運行。

2.2 類加載器的工作流程

Class 文件通常是以文件的方式存在（任何二進制流都可以是 Class 類型），但只有能被 JVM 加載后才能被使用，才能運行編譯后的代碼。系統裝在 Class 類型可以分為加載，鏈接和初始化三個步驟。其中，鏈接也可分為驗證，準備和解析3步驟。如圖所示：

2.3 類裝載的條件

JVM 不會無故裝載 Class 文件，只有在必要的時候才裝載，哪幾個時候呢？

當創建一個類的實例是，比如使用 new 關鍵字，或者通過反射，克隆，反序列化。

當調用類的靜態方法時，即當使用字節碼 invokstatic 指令。

當使用類或接口的靜態字段時（final 常量除外），比如，使用 getstatic 或者 pustatic 指令。

當時用 Java.lang.reflect 包中的方法反射類的方法時。

當初始化子類，要求先初始化父類。

作為啟動虛擬機，含有 main（）方法的那個類。

以上6種情況屬于主動調用，主動調用會觸發初始化，還有一種情況是被動調用，則不會引起初始化。

2.4 類加載器的雙親委派模型

先來看一個著名的圖：

虛擬機為了保護應用程序內出現多個類名相同的類對象，因此發明了這個機制：當 JVM 需要適用一個類時，在判斷類是否已經被加載時，會先從當前底層類加載器進行判斷。當系統需要加載一個類時，會從頂層類開始加載，依次向下嘗試，知道成功，否則拋出ClassNotFound 異常。

# 總結

這篇文章主要是為了后面的詳細文章做一個大綱，因此只是講述以 JVM 的一些基本的框架和概念，后面講詳細的講述內部細節。讓我們學習虛擬機更加的有條理。

轉載于:https://www.cnblogs.com/stateis0/p/9062174.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JVM 综述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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