JVM学习笔记1——概述

矫情吗；* 2022-05-30 03:22 216阅读 0赞

# JVM学习笔记 #

## 概述 ##

### 为什么要学习JVM ###

*  理解原理
 *  方便调优

### 什么是JVM ###

> JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。  
> Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。

作为程序员，一般的工作是编写xxx.java文件，然后通过javac把.java文件编译成.class文件，就可以运行在JVM上了。JVM在不同的操作系统都有不同的实现。

我们这里说的虚拟机是所谓的高级语言虚拟机， 并不是像Vmware那样， 完全虚拟一个硬件和操作系统出来。此外java虚拟机上还可以运行clojure, scala , Jruby, Jptyon等语言  
虚拟机并不是Java的专利，Ruby、 PHP、 Python都有自己的虚拟机

### 为什么要用虚拟机？ ###

*  跨平台  
    
    
     *  CPU指令集不用
     *  操作系统接口不同
 *  效率更高  
    
    
     *  相对于解释型语言
 *  抽象层次高，更容易编程  
    
    
     *  消除指针
     *  不用管理内存

### Java 程序的执行过程 ###

源程序编译成字节码，装载（验证解析初始化）生成运行时结构（常量池代码堆函数栈），执行得出结果

### 从Hello World说起 ###

Class 二进制文件一览

可以通过javap反编译查看一个class文件的详细信息

C:\Users\hasee\Desktop\jvm>javap -c -v Hello
    Classfile /C:/Users/hasee/Desktop/jvm/Hello.class
      Last modified 2018-3-3; size 416 bytes
      MD5 checksum 144f011c8abb2ffb71cc8fb0d5f86e77
      Compiled from "Hello.java"
    class Hello
      minor version: 0
      major version: 52
      flags: ACC_SUPER
    Constant pool:
       #1 = Methodref          #6.#15         // java/lang/Object."<init>":()V
       #2 = Fieldref           #16.#17        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       #3 = String             #18            // Hello World!
       #4 = Methodref          #19.#20        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       #5 = Class              #21            // Hello
       #6 = Class              #22            // java/lang/Object
       #7 = Utf8               <init>
       #8 = Utf8               ()V
       #9 = Utf8               Code
      #10 = Utf8               LineNumberTable
      #11 = Utf8               main
      #12 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
      #13 = Utf8               SourceFile
      #14 = Utf8               Hello.java
      #15 = NameAndType        #7:#8          // "<init>":()V
      #16 = Class              #23            // java/lang/System
      #17 = NameAndType        #24:#25        // out:Ljava/io/PrintStream;
      #18 = Utf8               Hello World!
      #19 = Class              #26            // java/io/PrintStream
      #20 = NameAndType        #27:#28        // println:(Ljava/lang/String;)V
      #21 = Utf8               Hello
      #22 = Utf8               java/lang/Object
      #23 = Utf8               java/lang/System
      #24 = Utf8               out
      #25 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
      #26 = Utf8               java/io/PrintStream
      #27 = Utf8               println
      #28 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
    {
      Hello();
        descriptor: ()V
        flags:
        Code:
          stack=1, locals=1, args_size=1
             0: aload_0
             1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
             4: return
          LineNumberTable:
            line 1: 0
    
      public static void main(java.lang.String[]);
        descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
        Code:
          stack=2, locals=1, args_size=1
             0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
             3: ldc           #3                  // String Hello World!
             5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
             8: return
          LineNumberTable:
            line 5: 0
            line 6: 8
    }
    SourceFile: "Hello.java"

具体的指令，比如aload\_0、invokespecial、return、getstatic、ldc、invokevirtual等，我们以后再详细介绍含义。

使用开源软件classpy可以直观的理解java类文件结构，如图1、2所示。通过左侧的树状列表，我们可以观察Hello.class的基本结构，如果像常量池这种复杂的结构，可以点开看具体结构，至于每个结构占多少字节我们以后再详细了解。

![图1][1]  
![图2][2]

[1]: /images/20220530/cc20756c6bf14df695b5c4ff7dc36ceb.png
[2]: /images/20220530/988ef0e4b84b46399b69ed84567019ad.png