JVM基础

• 初识JVM
• 字节码文件详解

1.1 初识JVM

1.1.1 什么是JVM

• JVM（Java Virtual Machine），本质上是一个运行在计算机上的程序，它的职责是运行 Java 字节码文件，是 Java 程序的运行环境。

1.1.2 JVM的功能

1. 解释和运行：对字节码文件中的指令，实时地解释成机器码，让计算机执行。
2. 内存管理：自动为对象、方法等分配内存；自动的垃圾回收机制，回收不再使用的对象。
3. 即时编译JIT：对热点代码进行优化，提升执行效率。

1.2 字节码文件详解

1.2.1 JVM的组成

• 从图中可以看出 JVM 的主要组成部分

  • ClassLoader（类加载器）
  • Runtime Data Area（运行时数据区，内存分区）
  • Execution Engine（执行引擎）
  • Native Method Library（本地库接口）

1.2.2 字节码文件的组成

• 基本信息：

  • 魔数：

    • 文件是无法通过文件扩展名来确定文件类型的，文件扩展名可以随意修改，不影响文件的内容。

      软件使用文件的头几个字节（文件头）去校验文件的类型，如果软件不支持该种类型就会出错。

      文件类型	字节数	文件头
      JPEG (jpg)	3	FFD8FF
      PNG (png)	4	89504E47（文件尾也有要求)
      bmp	2	424D
      XML (xml)	5	3C3F786D6C
      AVI (avi)	4	41564920
      java字节码文件(.class)	4	CAFEBABE

      • 在 Java 字节码文件中，将文件头称为 magic 魔数，也就是说，java 字节码文件的前四个字节必须是 cafebabe。

  • 主副版本号：主副版本号指的是编译字节码文件的 JDK 版本号，主版本号用来标识大版本号，副版本号是当主版本号相同时作为区分不同版本的标识，一般只需要关心主版本号。

    • 版本号的作用主要是判断当前字节码的版本和运行时的 JDK 是否兼容。

• 常量池：避免相同的内容重复定义，节省空间。

  • 常量池中的数据都有一个编号，编号从 1 开始。在字段或者字节码指令中通过编号可以快速的找到对应的数据。字节码指令中通过编号引用到常量池的过程称之为符号引用。

• 方法：字节码中的方法区域是存放字节码指令的核心位置，字节码指令的内容存放在方法的 Code 属性中。