這篇文章主要講解了“java虛擬機知識有哪些”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“java虛擬機知識有哪些”吧！
1.簡單看看操作系統(tǒng)
水平有限，不可能對操作系統(tǒng)理解得那么透徹，只是說說我自己的理解吧！
一說起操作系統(tǒng)大家肯定既陌生又賊熟悉，為什么呢？因為我們經(jīng)常使用操作系統(tǒng)，比如windows系列，unix系列，macos等等，我們每天一打開電腦首先就會自動啟動一個操作系統(tǒng)，但是又有幾個人真的能了解透徹操作系統(tǒng)呢？我們總是在操作系統(tǒng)中用著幾個最常見的應用，qq、LOL、淘寶、360、優(yōu)酷等等軟件，然而我們卻很少關注操作系統(tǒng)到底能干什么，假如沒有操作系統(tǒng)會怎么樣？
我們現(xiàn)在用的所有計算機結(jié)構(gòu)都是由馮?諾依曼計算機演變過來的，下面我們簡單看看馮諾依曼計算機結(jié)構(gòu)：
我們可以看看，我們使用電腦基本就是用這幾部分，有這幾部分足夠我們運行一個程序了?。∧敲?，我們需要操作系統(tǒng)干嘛呢？
首先我們要考慮到一點，由于運算器是能識別二進制碼，所以我們在輸入設備中只能輸入很多很多的0和1組成的代碼，這樣的代碼簡直就是一股泥石流，讓人絕望，然而早期的計算機還就是這樣編程的，通過我們?nèi)斯さ姆绞綄懞芏嗟?和1去對那些屏幕、cpu等硬件的驅(qū)動程序（比如聲音驅(qū)動、顯卡驅(qū)動，再驅(qū)動程序再底層其實就是用高低電位去使得硬件發(fā)生變化）發(fā)出指令進行操作；這個時候可沒有什么線程什么的，沒有cpu等待時間什么的，可想而知效率感人！
在操作系統(tǒng)沒有出來的時候編程真的很痛苦，一般人真干不了！過了很多年之后，終于有了操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)本質(zhì)上是一個軟件，我們可以簡單的把操作系統(tǒng)看作是對這些驅(qū)動的封裝，在操作系統(tǒng)內(nèi)部（可以叫做內(nèi)核）提供了兩類接口，一類是只要那些硬件驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了這些接口，操作系統(tǒng)就通過這些接口使用那些硬件設備；然后另一類接口就是給我們程序員去實現(xiàn)的，我們只需要面向這些接口編程我們就可以間接的操作硬件！
而我們熟悉的JVM就是實現(xiàn)了操作系統(tǒng)提供的給程序員實現(xiàn)的那一類接口，而JVM又向JAVA程序員提供了一些java api，我們只需要按照java api就能間接的通過jvm對操作系統(tǒng)進行控制，進而對驅(qū)動發(fā)指令，最后就是可以對那些硬件中的數(shù)據(jù)進行處理；
于是我們可以看看下面這個圖（暫時忽略UNIX命令和庫），這個圖中用戶編寫的應用程序可以看作是JVM，JVM可以根據(jù)操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用接口對操作系統(tǒng)內(nèi)核發(fā)出一些指令，內(nèi)核就會調(diào)用硬件的驅(qū)動程序?qū)τ布M行一些操作，比如讀取文件數(shù)據(jù)、向文件中寫入數(shù)據(jù)等等
由于操作系統(tǒng)提供了這么強大的功能，于是我們現(xiàn)在幾乎所有的編程語言都是在操作系統(tǒng)的基礎上進行編程，然后通過解釋器這類東西將我們寫的程序轉(zhuǎn)化為計算機能夠識別的機器碼，然后調(diào)用操作系統(tǒng)接口，最終實現(xiàn)對硬件的操作。
順便一提，這里用戶編寫的應用程序我們就可以看作是QQ，優(yōu)酷，酷狗音樂等等軟件，如果是單核cpu，你同時打開多個應用，那么cpu會來回在多個應用切換，只是由于切換時間太短，我們感覺不到，還以為是同時運行的！就好像電影，其實電影是一張張圖每隔零點幾秒進行翻頁，但是我們眼睛察覺不出來，還有我們鼠標移動在屏幕上移動，為什么這么流暢呢？因為我們的屏幕每隔零點幾秒就刷新一次，當然我們察覺不出來。
現(xiàn)在我們看看操作系統(tǒng)的定義：是一組控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理對各類作業(yè)進行調(diào)度，以及方便用戶的程序的集合”，是不是有點懂了，我們繼續(xù)往下看！
2.操作系統(tǒng)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)
我們可以簡單看看操作系統(tǒng)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，一般查資料我們看到的是下圖這樣的，我們肯定看不懂！瑪?shù)?，這都是什么鬼，除了那個棧和堆其他的都不知道干嘛的！
于是我們可以稍作修改，去掉一些不利于我們理解的東西，如下圖所示，是不是就熟悉了一點了，貌似跟jvm的內(nèi)存結(jié)構(gòu)很像?。。?！
我們把硬盤和操作系統(tǒng)的PC寄存器添加上去試試效果，下圖所示！有沒有似曾相識的感覺，對的，jvm跟這個幾乎一模一樣，這里的硬盤其實就是相當于jvm的方法區(qū)（方法區(qū)也叫做永久代，看名字就知道是可以永久保存的啊?。€有jvm中的本地方法棧不在jvm的內(nèi)存結(jié)構(gòu)中，原來在這里啊，其實指的就是操作系統(tǒng)的棧；
操作系統(tǒng)的PC寄存器和jvm的PC寄存器用處差不多，是記錄當前CPU運行命令的地址；
3.jvm在操作系統(tǒng)中的角色
舉個簡單的例子，當我們在電腦桌面上雙擊了QQ，那么QQ這個應用就會啟動，操作系統(tǒng)就會創(chuàng)建一個進程，然后會在操作系統(tǒng)的堆中為這個進程開辟空間，用于存放該進程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；
對操作系統(tǒng)來說，JVM和這個QQ應用沒有什么兩樣，一視同仁，于是我們可以得到這樣的一個圖：
最后我們再把jvm中的內(nèi)存結(jié)構(gòu)完善一下，如下圖：
看到這里，我們不禁的笑了，原來jvm就是按照操作系統(tǒng)的樣子做了一遍，假如我們站在操作系統(tǒng)角度看，jvm其實就是一個平常的應用；假如我們站在java字節(jié)碼文件的角度看，其實jvm就相當于一個操作系統(tǒng)，把字節(jié)碼文件放進了jvm這個虛擬操作系統(tǒng)的硬盤中（方法區(qū)）中，然后jvm中對方法區(qū)中的數(shù)據(jù)進行讀取、創(chuàng)建對象等后續(xù)各種操作；
操作系統(tǒng)棧和jvm?；疽粯樱徊僮飨到y(tǒng)堆和jvm堆基本也一樣，但是釋放內(nèi)存的方式有點差異，操作系統(tǒng)的堆是要程序員手動釋放，而jvm的堆是靠gc自動清理；
現(xiàn)在我們再百度一下看看jvm的定義，現(xiàn)在應該知道jvm是個什么東西了吧！哈哈
4.方法區(qū)中的信息
雖然我們之前簡要的說了方法區(qū)中的數(shù)據(jù)就是有關于類的基本信息，靜態(tài)變量和常量池，但是說得比較籠統(tǒng)；
現(xiàn)在我們再回頭看看jvm方法區(qū)中存的具體是什么信息：
（1）類信息
（2）字段信息
（3）方法信息
（4）常量池
（5）靜態(tài)變量
（6）一個到Class對象的引用
（7）一個到加載該類的類加載器的引用
（8）方法表（有的JVM有，有的JVM沒有）：這是一個數(shù)組，保存了該類在堆中創(chuàng)建的所有對象的實例方法的引用，但是比較耗內(nèi)存，所以有的jvm設計者沒有設計這個方法表；
對應的java代碼如下：
public final class com.wyq.test.ClassStruct extends Object implements Serializable {//1.類信息：包括訪問修飾符，全類名,父類名，實現(xiàn)接口等 //2.對象字段信息：包括訪問修飾符，類型，字段名 private String name; private int id; //4.常量池：常量和一些符號引用 public final int CONST_INT=0; public final String CONST_STR="CONST_STR"; //5.靜態(tài)變量 public static String static_str="static_str"; //3.方法信息：包括修飾符，方法返回值，方法名，局部變量，方法體（花括號中的內(nèi)容） public static final String getStatic_str (){ return ClassStruct.static_str; }}
可以清楚的看到其實方法區(qū)中保存的就是將字節(jié)碼文件中的所有信息！
5.java程序執(zhí)行流程
現(xiàn)在我們結(jié)合操作系統(tǒng)的知識和上圖看看我們運行一個java程序，電腦中到底是干了什么？就不考慮緩存了。。。
1.我們在Eclpse中寫完一個java源程序，必須要Ctrl+S保存一下，這個動作就是將源程序保存到電腦硬盤中；
2.然后我們運行一個main方法，這個時候編譯器就會將硬盤中的源程序讀取到內(nèi)存并編譯成字節(jié)碼文件（注意這個字節(jié)碼文件不一定非要是本計算機編譯的，只要是符合字節(jié)碼文件格式的字節(jié)碼文件都行，別人電腦傳給你的肯定可以；這符合java一處編譯到處運行的原則）
3.我們運行一個main方法的同時，對操作系統(tǒng)來說就是新創(chuàng)建了一個進程，就要在操作系統(tǒng)的堆中申請這個進程的內(nèi)存空間，我們把這塊內(nèi)存空間稱為JVM（注意，假如運行兩個java程序那么這里就會創(chuàng)建兩個jvm的內(nèi)存空間）
4.jvm實例創(chuàng)建成功，就會在這個實例之中的內(nèi)存空間進行分配，java棧，java堆，方法區(qū)等
5.由于類裝載子系統(tǒng)，會把類加載器先加載到java堆中，然后類加載器根據(jù)我們的java源程序類名去指定路徑中去加載字節(jié)碼文件（雙親委托機制），放入方法區(qū)中
6.由執(zhí)行引擎去執(zhí)行這個字節(jié)碼文件，伴隨著驗證、準備、解析和初始化，最終在java堆中生成了Class對象和實例化對象。
7.假如調(diào)用本地方法（就是Native修飾的方法）就會涉及到本地方法棧（和java棧作用差不多，壓棧和彈棧），在操作系統(tǒng)棧中壓入棧幀，假如在本地方法中還調(diào)用java中的方法，這個時候在操作系統(tǒng)的棧中壓入一個棧幀，然后下一個棧幀卻到了jvm的棧中，很有趣的一個東西。
8.我們方法調(diào)用完畢，棧中棧幀彈出，棧清理完畢；然后gc會對java堆中對象進行回收釋放內(nèi)存空間，然后gc還會對方法區(qū)進行清理，自此jvm中的內(nèi)存空間清理完畢；
9 操作系統(tǒng)堆jvm進行清理，jvm進程結(jié)束。
感謝各位的閱讀，以上就是“java虛擬機知識有哪些”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學習后，相信大家對java虛擬機知識有哪些這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站建設公司，，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！
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