JVM前奏篇（大局观）

话不多说直接上干货，先来看oracle官网中是怎么描述JDK的：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/index.html

这是官网中JDK、JRE、JVM的一个关系图

看了这张图我们要学什么呢？

以前我们在用java开发代码的时候只知道把JDK下载下来然后进行写代码，其实这样我们只用到了JDK的一个Tools，也就是上图中的Tools，我们只站在了JDK的一个应用层，那么现在这篇博客的目的就是要我们站在Java Virtual Machine（JVM）层面去做开发。

想一个问题，我们的电脑是怎么加载和识别.java文件的呢？

故事就从这里开始：

当我们编写一个.java文件后首先通过上图中最上面的Javac去编译成.class文件，然后也是通过上图中最上面的java进行去运行（这时候只是停留在java的一个应用层面），现在有一定的开发经验以后我们要把眼光放在底层的JVM当中，因为我们的代码最终是运行在JVM当中的，有必要去谈谈JVM了。

首先来看看在jdk中javac是怎么将java文件编译成class文件？【了解内容】

词法分析==》语法分析==》语法树==》字节码生成器生成class文件（这块作为了解就行了，个人也没有深究它）

下图是我随意找的一个class文件，看不懂没关系，简单了解一下他是怎么生成的：

 

他是机器所能识别的16进制的字符，前面的cafe babe是class的文件的格式，任何一个class文件都会有cafe babe，后面的一些是根据一些特有的符号组成的（怎么组成的这里不讨论，官网https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-4.html中有）

下面来看下class文件是怎么被加载的？

1、先找到类所在位置（全路径）

2、装载它通过ClassLoader（怎么装载？ClassLoader的双亲委派机制（jdk自带的java.net包下面的String类，若自己也有一个java.net包且有一个String类，这样就会有冲突，所以需要双亲委派机制只加载一次），先自底向上寻找父类知道找到它的祖宗，然后找到就自顶向下一层一层返回，必须保证只被加载一次）

3、解析和初始化（初始化数据在运行时数据区）

将class里面的内容进行打散放入JVM的运行时数据区【看下图】：

 

方法区：方法区是所有线程共享的内存区域，带有static关键字的都放在方法区中，比如静态文件，常量池，类信息（当方法区内存不够用则抛出OutOfMemoryError(OOM)内存溢出异常）

堆：凡是new出来的对象或者数组都在堆内存中，他也是所有线程共享的内存区域（堆区内存不够用则抛出OutOfMemoryError(OOM)内存溢出异常）

虚拟机栈：它是线程的执行区域（当一个线程被创建的时候虚拟机栈也就被创建了，他的生命周期是随着线程的结束而结束）

本地方法栈：它是当java调用C语言的时候创建的，也就是native关键字（这个作为了解，没多大意义）

程序计数器：多个线程之后CPU的一个计数器，他记录了你每个方法或者线程执行到哪里了，比如我有2个线程在同时执行，cpu在执行中只能执行一个线程，只不过他执行速度很快在两个线程中进行切换让我们感觉不出来，那么当他执行某个线程的时候突然阻塞了，cpu去执行另外一个线程将他唤醒，那么他怎么知道我这个线程执行到哪里了呢？，这个就是程序计数器的作用，他会对你当前线程执行到哪里了做一个标记记录你执行的位置（作为了解，没多大意义）

 

总结：JDK包含了JRE和java的Tools组件，JRE包含了一些常用的jar包和JVM

JDK通过Javac进行将java文件编译成class文件，通过classloader进行加载，加载完毕将class的内容打散放入jvm中，其中class的信息静态文件常量放在方法区，对象放在堆中，虚拟机栈相当于线程。

特别说明：子JDK1.8开始方法区变成了元空间。