2_Java虚拟机（ 内存结构）.pdf

Java虚拟机（JVM）是一种能够运行Java字节码的虚拟机。它不仅可以运行Java语言编写的程序，还能够运行任何编译后符合JVM规范的其他语言的字节码。JVM由三个主要子系统构成：类加载子系统、运行时数据区、执行引擎。类加载机制和运行时数据区是本文件的核心内容。 类加载机制包含类的生命周期，涵盖了类从加载到内存、验证、准备、解析、初始化、使用，以及最终的卸载的整个过程。类的加载过程由类加载器完成，它分为五种类加载器：启动类加载器、扩展类加载器、系统类加载器、用户自定义加载器。在类加载过程中，JVM采用全盘负责委托机制以及双亲委派机制，以保证Java类的安全性与唯一性。 双亲委派模式优势在于，当一个ClassLoader加载一个类时，除非显示指定使用另一个ClassLoader，否则该类所依赖和引用的类也由这个ClassLoader载入。这样做可以有效防止核心库被随意篡改，同时也避免了类的重复加载。 运行时数据区是指JVM在运行Java程序时，用于存放数据的空间。其中包括方法区、堆、栈、本地方法栈。方法区用于存储类的所有字段和方法字节码等信息，永久代（在JDK1.8之前）或元空间（在JDK1.8之后）属于方法区的一部分。堆是存放对象实例的地方，新生代和老年代都是堆内存的一部分，新生代分为伊甸区、From Survivor区和To Survivor区，老年代用于存放经历过多次GC后仍然存活的对象。 JVM规范中移除永久代是为了更好地融合HotSpot和JRockit虚拟机。在JDK1.8之后，元空间替代了永久代，其特点是不再位于JVM虚拟机中，而是使用本地内存，这减少了内存溢出的风险。 栈是Java线程执行方法的内存模型，每个线程对应一个栈，用于存储局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。当线程结束时，相应的栈也释放。本地方法栈与栈类似，只是它用于存放本地方法。 JVM的内存结构是一个复杂的系统，涉及类的加载和运行时数据的组织与管理。了解这些结构有助于深入理解Java程序是如何在JVM上运行的，同样对于优化程序性能、避免内存溢出等都有重要的意义。