從組成結(jié)構(gòu)上看,一個Java 虛擬機(HotSpot 為例),主要包括指令集合,指令解析器,程序執(zhí)行指令 等3個方面,其中:
指令集合:指的是我們常說的字節(jié)碼(Byte Code),主要指將源文件代碼(Source File Code) 編譯運行生成的,比如在Java中是通過javac命令編譯(.java)文件生成,而在Python中是通過jython命令來編譯(.py)文件生成。
指令解析器:主要是指字節(jié)碼解釋器(Byte Code Interpreter)和即時編譯器(JIT Compiler),比如一個Java 虛擬機(HotSpot 為例),就有一個字節(jié)碼解釋器和兩個即時編譯器(Server編譯器和Client 編譯器)。
程序執(zhí)行指令: 主要是指操作內(nèi)存區(qū)域,以裝載和執(zhí)行,一般是JVM負責(zé) 將 字節(jié)碼 解釋成具體的機器指令來執(zhí)行。
一般來說,任何一個Java虛擬機都會包含這三個方面的,但是具體的有各有所不同:
字節(jié)碼指令:JVM 具有針對以下任務(wù)組的字節(jié)碼指令規(guī)范:加載和存儲,算術(shù),類型轉(zhuǎn)換,對象創(chuàng)建和操作,操作數(shù)棧管理(push/pop),控制轉(zhuǎn)移(分支),方法調(diào)用和返回,拋出異常,基于監(jiān)視器的并發(fā)。被加載到JVM后可以被執(zhí)行,其中字節(jié)碼是實現(xiàn)跨平臺的基礎(chǔ)。
字節(jié)碼解釋器:用于將字節(jié)碼解析成計算機能執(zhí)行的語言,一臺計算機有了 Java 字節(jié)碼解釋器后,它就可以運行任何 Java 字節(jié)碼程序。同樣的 Java 程序就可以在具有了這種解釋器的硬件架構(gòu)的計算機上運行,實現(xiàn)了“跨平臺”。
JIT即時編譯器:JIT 編譯器可以在執(zhí)行程序時將 Java 字節(jié)碼翻譯成本地機器語言。一般來講,Java 字節(jié)碼經(jīng)過 字節(jié)碼解釋器執(zhí)行時,執(zhí)行速度總是比編譯成本地機器語言的同一程序的執(zhí)行速度慢。而 即時編譯器 在執(zhí)行程序時將 Java 字節(jié)碼翻譯成本地機器語言,以顯著加快整體執(zhí)行時間。
JVM 操作內(nèi)存:JVM 有一個堆( heap )用于存儲對象和數(shù)組。垃圾回收器要在這里工作。代碼、常量和其他類數(shù)據(jù)存儲在方法區(qū)( method area )中。每個 JVM 線程也有自己的調(diào)用棧( JVM stack ),用于存儲 “幀”。每次調(diào)用方法時都會創(chuàng)建一個新的 幀(放到棧里),并在該方法退出時銷毀該幀。每個幀提供一個操作數(shù)堆棧 ( operand stack)和一個局部變量數(shù)組 ( local variables )。操作數(shù)棧用于計算操作數(shù)和接收被調(diào)用方法的 “返回值”,而局部變量數(shù)據(jù)用于傳遞“方法參數(shù)”。
除此之外,每個特定的主機操作系統(tǒng)都需要自己的 JVM 和運行時實現(xiàn)。
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