從組成結(jié)構(gòu)上看,一個(gè)Java 虛擬機(jī)(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(gè)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(yùn)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(shí)編譯器(JIT Compiler),比如一個(gè)Java 虛擬機(jī)(HotSpot 為例),就有一個(gè)字節(jié)碼解釋器和兩個(gè)即時(shí)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(fù)責(zé) 將 字節(jié)碼 解釋成具體的機(jī)器指令來執(zhí)行。
一般來說,任何一個(gè)Java虛擬機(jī)都會(huì)包含這三個(gè)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(duì)以下任務(wù)組的字節(jié)碼指令規(guī)范:加載和存儲(chǔ),算術(shù),類型轉(zhuǎn)換,對(duì)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(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的基礎(chǔ)。
字節(jié)碼解釋器:用于將字節(jié)碼解析成計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的語言,一臺(tái)計(jì)算機(jī)有了 Java 字節(jié)碼解釋器后,它就可以運(yùn)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(jì)算機(jī)上運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了“跨平臺(tái)”。
JIT即時(shí)編譯器:JIT 編譯器可以在執(zhí)行程序時(shí)將 Java 字節(jié)碼翻譯成本地機(jī)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(shí),執(zhí)行速度總是比編譯成本地機(jī)器語言的同一程序的執(zhí)行速度慢。而 即時(shí)編譯器 在執(zhí)行程序時(shí)將 Java 字節(jié)碼翻譯成本地機(jī)器語言,以顯著加快整體執(zhí)行時(shí)間。
JVM 操作內(nèi)存:JVM 有一個(gè)堆( heap )用于存儲(chǔ)對(duì)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(chǔ)在方法區(qū)( method area )中。每個(gè) JVM 線程也有自己的調(diào)用棧( JVM stack ),用于存儲(chǔ) “幀”。每次調(diào)用方法時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 幀(放到棧里),并在該方法退出時(shí)銷毀該幀。每個(gè)幀提供一個(gè)操作數(shù)堆棧 ( operand stack)和一個(gè)局部變量數(shù)組 ( local variables )。操作數(shù)棧用于計(jì)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(gè)特定的主機(jī)操作系統(tǒng)都需要自己的 JVM 和運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)。
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