Linux云计算技术学习：虚拟机基本结构讲解

我们要对JVM虚拟机的结构有一个感性的认知。毕竟我们不是编程人员，认知程度达不到那么深入。一个运行时的Java虚拟机实例的天职是：负责运行一个java程序。当启动一个Java程序时，一个虚拟机实例也就诞生了。当该程序关闭退出，这个虚拟机实例也就随之消亡。如果同一台计算机上同时运行三个Java程序，将得到三个Java虚拟机实例。每个Java程序都运行于它自己的Java虚拟机实例中。

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1、类加载子系统

负责从文件系统或者网络中加载Class信息，加载的类信息存放于一块称为方法区的内存空间。除了类信息外，方法区中可能还会存放运行时常量池信息，包括字符串字面量和数字量。

2、Java堆

在虚拟机启动的时候建立，它是Java程序最主要的内存工作区域。几乎所有的Java对象实例都放Java堆中。堆空间是所有线程共享的，这是一块与Java应用密切相关的内存区间。

3、Java的NIO库(直接内存)

允许Java程序使用直接内存。直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存区间。通常访问直接内存的速度会优于Java堆。因此出于性能考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。由于直接内存在Java堆外，因此它的大小不会受限于Xmx指定的最大堆大小。但是系统内存是有限的，Java堆和直接内存的总和依然受限于操作系统能给出的最大内存。

4、垃圾回收系统

垃圾回收系统是Java虚拟机的重要组成部分，垃圾回收器可以对方法区、Java堆和直接内存进行回收。

5、Java栈

每一个Java虚拟机线程都有一个私有的Java栈。一个线程的Java栈在线程创建的时候被创建。Java保存着帧信息，Java栈中保存着局部变量、方法参数，同时和Java方法的调用、返回密切相关。

6、本地方法

与Java栈非常类似，最大的不同在于Java栈用于Java方法的调用，而本地方法栈用于本地方法调用。作为Java虚拟机的重要扩展，Java虚拟机运行Java程序直接调用本地方法（通常使用C编写）。

7、PC寄存器

每个线程私有的空间，Java虚拟机会为每一个Java线程创建PC寄存器。在任意时刻，一个Java线程总是在执行一个方法，这个正在被执行的方法称为当前方法。如果当前方法不是本地方法，PC寄存器就会指向当前正在被执行的指令。如果当前方法是本地方法，那么PC寄存的值就是undefined.

8、执行引擎

是Java虚拟机最核心组件之一，它负责执行虚拟机的字节码。现代虚拟机为了提高执行效率。会使用即时编译技术将方法编译成机器码后再执行。