[系统运维]2021-07-26

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

前言

JAVA程序运行原理分析

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、class文件内容

Java是源码编译class文件，class文件包含Java程序执行的字节码，开头包含一个0xcafebabe(16进制)特殊的一个标志

二、JVM运行时数据区

1.线程共享部分

包含：方法区和堆内存，所有线程能访问这块内存数据，随虚拟机或者GC而创建和销毁

1. 方法区：
   是JVM用来存储加载的类信息、常量、静态变量、编译后的代码等数据；
   虚拟机规范中这是一个逻辑区划，具体的实现是根据不同虚拟机实现的。如：
   java7中方法区放在永久代中，java8放在元数据空间，并且通过GC机制对这个区域进行管理；

2. 堆内存：
   方法创建的对象放在堆内存中，垃圾回收也是回收堆内存
   分为：老年代、新生代
   JVM启动时创建，存放对象的实例。垃圾回收器主要就是管理堆内存。如果满了，就会出现OutOfMemroyError。

2.线程独占部分

包含：虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器，每个线程都会有它独立的空间，随线程生命周期而创建和销毁

1. 虚拟机栈： 每个线程有一个私有空间，每个线程都一个线程栈，一个线程栈由多个栈帧组成。
   栈帧内容包含：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址、附加信息等。占内存默认最大1M，超出则抛出StackOverflowError
2. 本地方法栈：为虚拟机使用Native本地方法准备，超出则抛出StackOverflowError。
3. 程序计数器：记录当前线程执行字节码的位置，存储的是字节码指令地址，如果执行native方法，则计数器为空。线程切换后需要通过程序计数器来恢复正确的执行位置。

3.程序完整的运行分析

1、java 编译后讲类信息存储到方法区（字符串加载到字符串常量池中）
2、根据指令将变量压入操作数栈中（如果做运算，将变量移出操作数栈并计算出结果，结果入栈，然后再保存到变量表），并且计数器计数（字节码指令每执行一行，计数器加1），计算完后将变量挪到本地变量表；
4、如果有调用方法，则计数器停止计数，参数从操作数栈中弹出，压入虚拟机栈，jvm创建新的栈帧，然后虚拟机开始执行虚拟机栈最上面的栈帧，计数器从新计数；整个方法执行和完毕返回到上一个方法中，最后返回结果

总结

这里对JVM运行核心逻辑进行了简单的分析：
JVM运行原理中个更底层实现，针对不同的操作系统或处理器，会有不同实现。这就是JAVA能够实现一处编写处处运行的原因。